Sistema de tobera de perfil bajo para la formación de chorros de fluido dirigidos lateralmente.

Sistema de tobera de perfil bajo para un sistema de descarga de chorro de fluido abrasivo a alta presión,

quecomprende:

una salida de tobera (274) para descargar un chorro de fluido abrasivo desde el sistema de tobera (130);

un orificio de tobera (318) situado aguas arriba de la salida de tobera (274) y 5 configurado para generar un chorro defluido;

un conducto de flujo de fluido (217) que tiene una sección de aguas arriba (312) situada aguas arriba del orificio detobera (318) y una sección de aguas abajo (314) situada aguas abajo del orificio de tobera (318), comprendiendo lasección de aguas arriba (312) un codo en ángulo (221) para recibir un flujo de fluido que se desplaza en una primeradirección y para descargar el flujo de fluido que se desplaza en una segunda dirección hacia el orificio de tobera(318), siendo la primera dirección diferente de la segunda dirección;

un conducto de flujo de medio (219) acoplado a la sección de aguas abajo del conducto de flujo de fluido (217),estando configurado el conducto de flujo de medio (219) para descargar el medio abrasivo que se mezcla con unchorro de fluido generado por el orificio de tobera (318) para formar el chorro de fluido abrasivo descargado fuera dela salida de tobera (274);

una montura de orificio (390) situada entre el orificio de tobera (318) y la salida (274), comprendiendo la montura deorificio (390) un canal (470) a través del que pasa el chorro de fluido y un cuerpo principal (410) para aplicar elorificio de tobera (318), caracterizado por que la montura de orificio (390) comprende además un tubo de guía(458) acoplado al cuerpo principal (410), definiendo el tubo de guía (458) al menos una porción del canal (470) ycomprendiendo un material endurecido.

Sistema de tobera de perfil bajo para la formación de chorros de fluido dirigidos lateralmente.

Antecedentes de la invención Campo de la invención La invención presente se refiere en general a aparatos para generar chorros de fluido y, en particular, a aparatos para generar chorros de fluido de alta presión dirigidos lateralmente.

Descripción de la técnica afín

Los sistemas de chorro de fluido convencionales han sido usados para limpiar, cortar, o tratar piezas a ser elaboradas presurizando fluido y luego descargando el fluido presurizado contra las piezas a ser elaboradas. Con frecuencia, los sistemas de chorro de fluido tienen sistemas de tobera recta que requieren una holgura operativa significativa alrededor de la pieza a ser elaborada y, en consecuencia, pueden no ser adecuados para tratar piezas a ser elaboradas en lugares remotos o dentro de espacios reducidos.

Por ejemplo, los sistemas de tobera son con frecuencia esbeltos y tienen longitudes axiales grandes lo que los hace inadecuados para tratar muchos tipos de piezas a ser elaboradas. Un sistema de tobera convencional puede tener un largo tubo de alimentación recto, una cabeza de corte y un largo tubo de mezcla recto alineados con y aguas abajo del tubo de alimentación. Un orificio de piedra preciosa puede estar situado entre el tubo de alimentación y el tubo de mezcla dentro de la cabeza de corte. Durante el tratamiento el fluido fluye a lo largo de un camino lineal extremadamente largo que se extiende a través del tubo de alimentación, orificio, y tubo de mezcla dispuestos linealmente.

Además, dichos sistemas de tobera lineales, también sistemas de tobera en ángulo, son conocidos, por ejemplo, por la patente alemana DE 20 2005018 108 U1. Este documento describe una cabeza de tobera hecha de dos componentes independientes que están fijados uno a otro por medio de tornillos. Ambos componentes comprenden rebajos formados en lados adyacentes en los que está dispuesto un orificio de tobera. El flujo de fluido es redirigido por medio de un ángulo formado en el conducto de flujo de fluido para que el fluido presurizado salga de la cabeza de tobera en otra dirección distinta de la que es distribuido.

Los chorros de fluido pueden ser usados para tratar varios tipos de piezas a ser elaboradas, tales como componentes de avión. Desgraciadamente, numerosos sitios de componentes de avión proporcionan una holgura mínima. Puede resultar difícil o imposible tratar adecuadamente estas zonas debido a la gran longitud axial conjunta de los sistemas de tobera de chorro de fluido convencionales. Por ejemplo, los largueros de avión pueden tener bordes de unos 38, 1 mm entre sí. Las toberas convencionales tienen longitudes axiales mayores de 38, 1 mm y, en consecuencia, no son adecuadas para ser usadas en espacios tan reducidos. Otros tipos de piezas para ser elaboradas pueden de igual manera tener configuraciones a las que no se puede acceder adecuadamente mediante sistemas de chorro de fluido tradicionales.

La descripción presente está dirigida a superar uno o más de los inconvenientes explicados anteriormente, y/o a proporcionar ventajas no relacionadas o relacionadas adicionales mediante el sistema de tobera de perfil bajo que tiene las configuraciones de la reivindicación independiente 1.

Resumen breve de la invención Algunas realizaciones de sistemas de tobera de perfil bajo descritas en la memoria presente incluyen el desarrollo de un sistema de descarga de chorro de fluido que tiene un sistema de tobera dimensionado para adaptarse dentro de espacios relativamente pequeños. Por ejemplo, un sistema de tobera de perfil bajo de un sistema de descarga de chorro de fluido puede ser hecho navegar a través de espacios estrechos para acceder a una región objeto, incluso a regiones interiores remotas de una pieza a ser elaborada. Los sistemas de tobera de perfil bajo pueden adaptarse dentro de varias configuraciones que incluyen, sin estar limitadas a, aberturas, orificios, canales, espacios de separación, cámaras, cavidades, y similares, así como otras configuraciones que pueden proporcionar acceso a un lugar objeto. Durante una secuencia de tratamiento única, el sistema de tobera puede pasar a través de cualquier número de configuraciones de varios tamaños y geometrías.

Los sistemas de tobera descritos en la memoria presente pueden descargar un chorro de fluido con una orientación basada en uno o más criterios de tratamiento, tal como una distancia de separación deseada. Diferentes sistemas de toberas pueden descargar chorros de fluido con orientaciones diferentes. Incluso aunque sistemas de dos toberas puedan tener las mismas o similares dimensiones exteriores, los sistemas de dos toberas pueden descargar chorros de fluido con orientaciones diferentes.

Los sistemas de tobera de algunas realizaciones de sistemas de tobera de perfil más bajo pueden descargar un chorro de fluido en una dirección lateral con respecto a una dirección de desplazamiento del flujo de fluido de alimentación. Debido a que el chorro de fluido es dirigido lateralmente hacia fuera, el sistema de tobera puede ser insertado en y operado dentro de espacios relativamente pequeños. El flujo de fluido dentro del sistema de tobera puede ser redirigido una o más veces para reducir dimensiones seleccionadas del sistema de tobera. En algunas realizaciones, el flujo de fluido aguas arriba de un orificio de tobera es redirigido una vez usando, por ejemplo, un conducto en ángulo.

En alguna realización de sistemas de tobera de perfil bajo, una dirección primaria de desplazamiento del flujo de fluido aguas arriba del orificio de tobera no está alineada con respecto a una dirección secundaria de desplazamiento del flujo de fluido aguas abajo del orificio. En algunas realizaciones, por ejemplo, la suma de los vectores de la velocidad del flujo del chorro de fluido que sale por el orificio de tobera no está alineada con la suma de los vectores de la velocidad del flujo del flujo de fluido de un conducto de fluido de alimentación que está aguas arriba del orificio de tobera.

En alguna realización de sistemas de tobera de perfil bajo, los sistemas de tobera pueden incluir una o más lumbreras de flujo secundarias situadas en varios lugares a lo largo de un camino de flujo del sistema de tobera. Los fluidos (p. ej., agua, soluciones salinas, aire, gases, y similares) , medios, agentes grabadores, y otras sustancias adecuadas para descargar por medio de un sistema de tobera pueden ser descargados por medio de lumbreras de flujo secundarias para alterar uno o más criterios de flujo deseados, incluyendo, sin estar limitados a, coherencia del chorro de fluido, dispersión del chorro de fluido, proporciones de los constituyentes del chorro de fluido (ya sea por peso o por volumen) , turbulencia del flujo, dispersión del chorro de fluido, u otras configuraciones del flujo, así como otros parámetros de flujo relacionados con la actuación de los chorros de fluido. Las lumbreras de flujo secundarias pueden ser orientadas perpendicular u oblicuamente con respecto a la dirección del flujo de fluido que pasa a través del conducto del que se alimentan las lumbreras de flujo secundarias.

En algunas realizaciones de sistemas de tobera de perfil bajo, un sistema de descarga de chorro de fluido para generar un chorro de fluido abrasivo a alta presión comprende un sistema de descarga de medios configurado para descargar medio abrasivo, un sistema configurado para descargar fluido, y un sistema de tobera. El sistema de tobera incluye una entrada de medio en comunicación de fluido con el sistema de descarga de medio, una entrada de fluido en comunicación de fluido con el sistema de descarga de fluido, un orificio de tobera en comunicación de fluido con la entrada de fluido y configurado para generar un chorro de fluido usando el fluido que fluye a través de la entrada de fluido, y un conducto de descarga a través del que pasa el chorro de fluido generado por el orificio de tobera. El conducto de descarga comprende una salida a través de la que el chorro de fluido sale del sistema de tobera. El sistema de tobera comprende además un conducto de flujo de fluido y un conducto de flujo de medio. El conducto de flujo de fluido se extiende entre la entrada de fluido y la salida del conducto de descarga. El conducto de flujo de fluido tiene una sección aguas arriba y una sección aguas abajo. El orificio de tobera está interpuesto entre las secciones de aguas arriba y de aguas abajo de tal manera que el fluido de la sección de aguas arriba pasa a través del orificio de tobera para generar el chorro de fluido de la sección de aguas abajo. La sección de aguas arriba comprende un redirector de flujo que recibe flujo de fluido que se desplaza en una primera dirección y... [Seguir leyendo]

1. Sistema de tobera de perfil bajo para un sistema de descarga de chorro de fluido abrasivo a alta presión, que comprende:

una salida de tobera (274) para descargar un chorro de fluido abrasivo desde el sistema de tobera (130) ;

un orificio de tobera (318) situado aguas arriba de la salida de tobera (274) y configurado para generar un chorro de fluido;

un conducto de flujo de fluido (217) que tiene una sección de aguas arriba (312) situada aguas arriba del orificio de tobera (318) y una sección de aguas abajo (314) situada aguas abajo del orificio de tobera (318) , comprendiendo la sección de aguas arriba (312) un codo en ángulo (221) para recibir un flujo de fluido que se desplaza en una primera dirección y para descargar el flujo de fluido que se desplaza en una segunda dirección hacia el orificio de tobera (318) , siendo la primera dirección diferente de la segunda dirección;

un conducto de flujo de medio (219) acoplado a la sección de aguas abajo del conducto de flujo de fluido (217) , estando configurado el conducto de flujo de medio (219) para descargar el medio abrasivo que se mezcla con un chorro de fluido generado por el orificio de tobera (318) para formar el chorro de fluido abrasivo descargado fuera de la salida de tobera (274) ;

una montura de orificio (390) situada entre el orificio de tobera (318) y la salida (274) , comprendiendo la montura de orificio (390) un canal (470) a través del que pasa el chorro de fluido y un cuerpo principal (410) para aplicar el orificio de tobera (318) , caracterizado por que la montura de orificio (390) comprende además un tubo de guía (458) acoplado al cuerpo principal (410) , definiendo el tubo de guía (458) al menos una porción del canal (470) y comprendiendo un material endurecido.

2. El sistema de tobera de la reivindicación 1, en donde el tubo de guía (458) comprende un diámetro interior casi constante a lo largo de una longitud axial de éste.

3. El sistema de tobera de la reivindicación 1 ó la 2, que comprende además una cámara de mezcla (380) , y donde un extremo aguas abajo del tubo de guía (458) sobresale dentro de dicha cámara de mezcla (380) .

4. El sistema de tobera de la reivindicación 1, en donde el tubo de guía (458) se extiende aguas abajo de al menos una porción de un extremo aguas abajo del conducto de flujo de medio (219) con respecto a una dirección de desplazamiento del chorro de fluido.

5. El sistema de tobera de la reivindicación 1, en donde la montura de orificio (390) incluye una lumbrera secundaria (832) a través de la que fluye el fluido secundario de tal manera que el fluido secundario y el chorro de fluido se combinan en el canal (470) de la montura de orificio (390) .

6. El sistema de tobera de la reivindicación 1, que comprende además:

una cámara de mezcla (684) que define al menos una porción de la sección de aguas abajo (314) del conducto de flujo de fluido (217) dentro de la que el medio que fluye a través del conducto de flujo de medio (219) se combina con el chorro de fluido; y

una lumbrera secundaria (658) conectada a la cámara de mezcla (684) y a través de la que se ventila el fluido.

7. El sistema de tobera de la reivindicación 1, en donde la salida de tobera (274) y el orificio de tobera (318) están separados por una distancia igual o inferior a 5, 1 cm aproximadamente.

8. El sistema de tobera de la reivindicación 1, en donde el orificio de tobera (318) define una línea central (323) , y una distancia (L1) entre la línea central (323) del orificio de tobera (318) y un borde exterior (327) de un extremo del sistema de tobera (130) es igual o menor que 12, 7 mm aproximadamente.

9. El sistema de tobera de la reivindicación 1, en donde un extremo aguas arriba (494) y un extremo aguas abajo (496) del tubo de guía (490) están generalmente enrasados con las caras respectivas (500, 502) de la montura de orificio (492) .

10. El sistema de tobera de la reivindicación 1, en donde el tubo de guía (458) está hecho de un material que tiene una dureza que es mayor que 3 Rc aproximadamente de la dureza del cuerpo principal (260, 410) .