Zariadenie na upevnenie fluidizačných súčiastok

0001 Vynález sa týka zariadenia na upevnenie fluidizačných konštrukčných súčiastok,najmä dýz, špeciálne vo vysoko tlakovej oblasti. Osobitná pozomosť je venovaná upevneníu mikroštruktúrnych konštrukčných súčiastok, najmä mikroštruktúrnych dýz, ktoré sú vyrobene pomocou mikroštruktúrovania. Takéto dýzy sa používajú napríklad v rozprašovačoch na vytváranie medicínskych aerosólov bez prítomnosti hnacieho plynu, ktoré sa používajú na0002 Cieľom vynálezu je ďalej zlepšiť možnosť upevnenia iluidizačnej konštrukčnej súčiastky vyhotovenej z tvrdého a tým vo všeobecnosti krehkého materiálu odolného protiopotrebovaniu a tým zvýšiť spoľahlivosť upevnenia.0003 Mikroštruktúrne dýzy s napriklad otvorom dýzy menším ako 10 m sú opísané napriklad vo W 0 94/07607 a W 0 99/ 16530. Týmto spôsobom vytvorené inhalovateľné kvapky majú stredný priemer približne 5 m, ak je tlak rozprašovanej kvapaliny od 5 MPa (50 bar) do 40 MPa (400 bar). Dýzy môžu byť vyrobené napriklad z tenkých kremičitých platní a sklenených platni. Vonkajšie rozmery dýz sú v oblasti milimetrov. Typická dýza pozostáva napríklad z kvádra s dĺžkami hrán 1,1 mm, 1,5 mm a 2,0 mm, ktorý je zložený z dvoch platni. Rozprašovače určené na vytváranie aerosólov bez hnacieho plynu, v ktorých je možne použitie zariadenia na ñxovanie fluidizačnej konštrukčnej súčiastky, sú známe z W 00004 Ako fluidizačná konštrukčná súčiastka sa označuje konštrukčné súčiastka, ktorá je vystavené pôsobeniu kvapaliny pod tlakom, a tlak je prítomný aj vo vnútri konštrukčnej súčiastky, napriklad v otvore dýzy. Takáto konštrukčné súčiastka môže byť tlakotesne uchytená napríklad vtlačením do uchytenia z tvrdého materiálu, ak je materiál konštrukčnej súčiastky schopný absorbovať mechanické sily bez toho, aby sa porušil alebo aby sa v neprijateľnej miere zdeformoval. V oblasti vysokých tlakov sa používajú tesnenia z deformovateľného materiálu, napriklad z medi alebo z tvrdých materiálov, ktoré sú nalisované s vysokou silou. U konštrukčných súčiastok z krehkých materiálov vyžadujú známe spôsoby na tlakotesné upevnenie konštrukčnej súčiastky značnú námahu a vysokú starostlivosť. O životnosti takto uchytenej fluidizačnej konštrukčnej súčiastky je možné získať len málo spoľahlivých údajov.0005 V US - 3 997 lll je opisane rezacie zariadenie s fluidným lúčom, V ktorom sa vytvárafluidný lúč s vysokou rýchlosťou, ktorý sa používa na rezanie, Vŕtanie alebo na vnášaniemateriálu. Teleso dýzy je cylindrické a je vyrobené napríklad zo zafíru alebo z konmdu.Teleso dýzy je olemované cylindríckým prstencom, ktorý je vyrobený z mierne poddajnéhoplastového materiálu. Lemovací prstenec je vlisovaný do prstencovej drážky V držiaku dýzy autesňuje teleso dýzy od držiaku dýzy.0006 V US - 4 313 570 je uvedený držiak dýzy pre zariadenia rezania vodným lúčom, u ktorého je teleso dýzy obklopené prstencom z elastického materiálu, ktorý je z jeho strany umiestnený vo vybraní držiaku. Vybranie má tvar priameho valca. Prierez prstenca je pravouhlý. Plocha plášťa vyberania ako aj vonkajšia a vnútomá plocha plášťa sú usporiadanékoncentricky k osi telesa dýzy a prebiehajú vzájomne a k osi telesa dýzy paralelne.0007 Z W 0 97/12683 je máme zariadenie na upevnenie fluidizačnej konštrukčnej súčiastky vystavenej tlaku kvapaliny, ktoré je vhodné pre konštrukčné súčiastky vyrobené z tvrdého a tým vo všeobecnosti krehkého materiálu odolného voči opotrebovaniu a ktoré nevytvára v konštrukčnej súčíastke neprípustné bodové pnutie materiálu. Fluidizačná konštrukčná súčiastka je umiestená v držiaku, ktorý sa dotýka fluidizačnej konštrukčnej súčiastky na jej nízkotlakovej strane. Fluidizačná konštrukčná súčiastka je olemovaná elastomérovým tvarovaným dielom, ktorého vonkajší obrys je prispôsobený vnútornému obrysu držiaku a jeho vnútomý obrys je prispôsobený vonkajšiemu obrysu fluidizačnej konštrukčnej súčiastky. Elastomérový tvarovaný diel obklopuje fluidizačnú konštrukčnú súčiastku po celom jej obvode. Minimálne jedna voľná plocha elastomérového tvarovaného dielu je vystavená kvapaline pod tlakom. Držiak môže mať na svojej vnútornej strane výstupok, pod ktorý sa zasúva elastomérový tvarovaný diel. Ako ťažké sa ukázalo byť vytvorenie vnútomého napätia v elastomérovom tvarovanom dieli, ktore by bolo dostačujúce aj pri nízkom tlaku kvapaliny, a ktoré by sa približne rovnomerne priestorovo rozdeľovalo v0008 Toto máme zariadenie sa ukázalo byť tlakotesne pri približne konštantnom zaťažení stredným a vysokým tlakom kvapaliny. Pri striedavom zaťažení tlakom kvapaliny, ktoréosciluje medzi vysokou maximálnou hodnotou a veľmi nízkou hodnotou, je potrebné známezariadenie pre účely dlhodobého použitia vylepšiť.0009 Týmto je daná úloha navrhnúť zariadenie na upevnenie íluidizačnej konštrukčnej súčiastky, ktoré je aj pri striedavom zaťažení silne premenlivom tlaku kvapaliny počas dlhodobého používania spoľahlivo tesné. Potrebné konštrukčné súčiastky majú byť0010 Úloha bola vyriešená podľa vynálezu pomocou zariadenia na upevnenie fluidizačnejkonštrukčnej súčiastky, ktorá je vystavená striedavému tlaku kvapaliny, a ktoré obsahujedržiak, v ktorom je umiestnená fluidizačná konštrukčné súčiastka. Držiak sa dotýka tluidizačnej konštrukčnej súčiastky na jej nízkotlakovej strane. Zariadenie obsahuje elastomérový tvarovaný diel, ktorý obkolesuje tluidizačnú konštrukčnú súčiastku po celom jej obvode. Vonkajší obrys elastomérového tvarovaného dielu je prispôsobený na vnútorný obrys držiaku a vnútomý obrys elastomérového tvarovaného dielu na vonkajší obrys fluidizačnej konštrukčnej súčiastky. Elastomérový tvarovaný diel obsahuje minimálne jednu voľnú plochu, ktorá je vystavené. kvapaline, ktorá je pod tlakom. Držiak je na vysokotlakovej strane upevnený k protiľahlému dielu, ao elastomérový tvarovaný diel je pred montážou zariadenia na strane otočenej k tlakuo protiľahlý diel obsahuje prstencovitý Výstupok, ktorého vonkajší obrys je prispôsobený na vnútomý obrys držiaku Výstupok po zmontovaní držíaku s protiľahlým dielom zasahuje do držiaku a deformuje elastomérový tvarovaný diel, čím v elastomérovomtvarovanom dieli vytvára rovnomeme rozdelené vnútome napätie, a- objem výstupku na protiľahlom dieli je prispôsobený na objem, ktorý chýba naelastomérovom tvarovanom dieli V oblasti skosenia, ao defonnovaný elastomérový tvarovaný diel, ktorý je po zmontovaní držiaku s protiľahlým dielom vystavený vnútornému napätiu, takmer úplne vyplní objem až po0011 Elastomćrový tvarovaný diel je na svojom vysokotlakovom konci skosený smerom k vybraniu. Skosenie sa začína na vysokotlakovej strane plochy hornej časti elastomérového tvarovaného dielu na uzatvorenej línii, ktorá môže byť napríklad kruhovitá, eliptická alebo pravouhlá. Skosenie môže mať konštantný uhol sklonu, alebo môže byť uhol sklonu v azimutálnom smere rozdielne veľký. V poslednom uvedenom prípade je tento uhol sklonu v smere k väčšej strane kvadraticky vytvarovanej fluidizačnej konštrukčnej súčiastky výhodnejšie menší ako v smere k menšej strane kvadraticky vytvarovanej fluidizačnej konštrukčnej súčiastky. Krivka zrezania skosenia môže prebiehať s vybraním velastomérovom tvarovanom dieli na konštantnej úrovní, alebo môže byť krivka zrezania0012 Výstupok na protiľahlom dieli môže byť výhodnejšie prstencovitý a môže mať konštantnú šírku. Vonkajší obrys výstupku je výhodnejšie prispôsobený vnútornému obrysu držiaku. Ďalej môže byť vnútomý obrys výstupku prispôsobený na vonkajší obrys tluidizačnej konštrukčnej súčiastky. Výstupok na protiľahlom dieli môže mať konštantnúšírku a na svojom obvode môže mať konštantnú výšku, alebo môže byť výstupok rôzne široký a/ alebo vysoký, napríklad môže byť v obidvoch oblastiach, ktoré sú protiľahlé k obidvom väčším stranám kvadraticky vytvarovanej íluidizačnej konštrukčnej súčiastky, vyšší ako v oblastiach, ktoré sú protiľahlé k obidvom menším stranám kvadraticky vytvarovanej ŕluidizačnej konštrukčnej súčiastky. Týmto spôsobom je možné elastomérový tvarovaný diel pri montáži držiaku s protiľahlým dielom na jednotlivých úsekoch silne deformovať a ovplyvniť priestorové rozdelenie vnútorného napätia V elastomérovom tvarovanom dieli. Vnútorné napätie v elastomérovom tvarovanom dieli V podstate vzniká v dôsledku deformovania elastomérového tvarovaného dielu, nie jeho stlačením. Defonnáciu elastomérového tvarovaného dielu a rozdelenie napätia v elastomérovom tvarovanom dieli jemožné stanoviť pomocou metódy konečných prvkov (FEM).0013 Elastomérový tvarovaný diel je výhodnejšie vyrobený ako vstrekovaný odliatok. Preelastomér sa bez vzduchových bublín naplní do foriem, ktoré sú prispôsobené obrysom držiaku a fluidizačnej konštrukčnej súčiastky. Takýto elastomérový tvarovaný diel sa správa približne ako nestlačiteľná kvapalina. Presne lícuje s držiakom a s tluidizačnou konštrukčnou súčiastkou. Elastomérový tvarovaný diel je vystavený tlaku kvapaliny len na tlakovej strane,ale nie na stranách, ktorými sa dotýka držiaku a íluidizačnej konštrukčnej súčiastky. Elastomérový tvarovaný diel umožňuje kompenzáciu tlaku fluidizačnej konštrukčnej súčiastky. Elastomérový tvarovaný diel nemá na nízkotlakovej strane žiadnu voľnú plochu. Elastomérový tvarovaný diel môže byť vyrobený napríklad z prírodného kaučuku alebo zo syntetických kaučukov, polyuretánu, etén-propénového kaučuku (EPDM), tluórokaučuku(F KM) alebo nitríl~butadiénového kaučuku (N BR) alebo zo zodpovedajúcej gumy.0014 Fluídizačná konštrukčná súčiastka môže byť vyrobená z tvrdého a tým vo všeobecnosti krehkého materiálu odolného voči opotrebovaniu (ako je kremík, sklo,keramika, drahokamy ako napríklad zafír, rubín, diamant) alebo z tvámych materiálov s oderu vzdomým tvrdým povrchom (ako sú plasty, (chemicky) metalizované plasty, meď, natvrdo pochrómovaná meď, mosadz, hliník, oceľ, oceľ s vytvrdeným povrchom, rôzne povrchy vytvorené fyzikálnym vylučovaní z parnej fázy (PVD) alebo chemickým vylučovaní z parnej fázy (CVD, napríklad nitríd titánu (TiN) alebo polykryštalický diamant na kovoch a / alebo plastoch). Fluidizačná konštrukčná súčiastka môže byť zhotovená z jedného kusu alebo z viacerých dielov, pričom jednotlivé diely môžu byť zhotovené z rozličných materiálov. Fluidizačná konštrukčná súčiastka môže obsahovať dutiny, výrezy alebo kanálikovú štruktúru. V dutináeh môžu byť usporiadané mikroskopické štruktúry, ktoré môžu slúžiťnapríklad ako filter alebo ochrana proti odparovaniu. Kanáliky môžu byť napríklad kanály