12.2. Всасывающие сопла, заборные устройства. Сопло из цемента


12.2. Всасывающие сопла, заборные устройства

Эффективность работы любой всасывающей системы, применяемой для забора сыпучих материалов, зависит от конструкции сопла и устройств, которые обеспечивают подачу материала в зону всасывания. В качестве таких устройств широко используют питатели с перфорированными дисками. Основные требования, предъявляемые к конструкции сопел, следующие:
  • обеспечение наибольшей производительности установки при рациональной массовой концентрации;
  • гарантированная и равномерная подача воздуха в зону забора материала для обеспечения стабильного процесса транспортирования;
  • надежность конструкции, удобство регулирования подачи воздуха в зону забора материала;
  • возможность автоматического регулирования подачи воздуха в зависимости от разрежения в заборном сопле;
  • возможность глубинного (более 1 м) и поверхностного (при зачистке) засасывания материала.

Для забора материала из насыпи используют переносные сопла различной формы (рис. 12.1): круглые, угловые, щелевые и др. Для конструкции этих сопел характерны устройства, позволяющие дополнительно вводить воздух в зону забора материала или непосредственно в транспортный трубопровод. Еще одна характерна черта – возможность регулирования количества подводимого воздуха в зависимости от условий работы и свойств разгружаемого материала.

Рис. 12.1. Схемы заборных сопел:а) 1 – регулятор; 2 – трубка подвода воздуха; 3 – внутренняя труба; 4 – наружная труба.б) 1 – основная труба; 2 – устройство для крепления кожуха; 3, 4 – направляющие; 5 – кожух;6 – конус основной трубы; 7 – конус кожуха.в) 1 – труба; 2 – подвижный эжектор; 3 – рукоятка; 4 – пружина; 5 – наружный кожух; 6 – фланец;7 – ограждение; 8 – люк для осмотра; 9 – ручка для переноса.г) 1 – загрузочная труба; 2 – труба для подвода дополнительного воздуха; 3 – тканевая перегородка;4 – кольцевое пространство.д) 1 – труба для подвода воздуха; 2 – распределитель; 3 – основная труба; 4 – труба для подвода воздуха;5 – пружина; 6 – устройство для подвода воздуха.е) 1 – труба для воздуха; 2 – труба для смеси воздуха с цементом.ж) 1 – заслонка; 2 – канал для подачи воздуха; 3 – основная труба; 4 – предохранительная сетка.з) 1 – основная труба; 2 – наружная труба для подачи воздуха.

Сопла с регулятором 1 (рис. 12.1, а), установленным на линии подвода атмосферного воздуха, используют в самозагружающихся автоцементовозах. Регулятор позволяет управлять процессом самозагрузки.

У сопел (рис. 12.1, б–г) всасывающий патрубок выполнен в виде усеченного конуса, а количество воздуха, поступающего в зону забора, можно регулировать. Такие сопла, в которых смесь засасывается через конус большого диаметра, сжимают поток и потому возникают дополнительные потери динамического напора. Сопло, показанное на рис. 12.1, ж, предназначено для забора материала из складов при зачистке. В нем регулируется подача воздуха, который подводится с одной стороны в зону засасывания. Сопло на рис. 12.1, д очень сложно по конструкции. Его можно использовать только для забора материала из трюмов барж. Для подбора тонкого слоя материала применяют щелевое сопло, для выгрузки материала из труднодоступных мест – угловые и другие типы сопел. Они придают смеси необходимую начальную скорость. Принцип их работы одинаков – воздух засасывается через узкую щель, ширина которой регулируется.

Сопла присоединяют к материалопроводам гибкими рукавами с быстроразъемными фланцами. Недостатки сопел – ограниченная производительность при значительных габаритных размерах и высокие аэродинамические потери давления при разгоне материала.

Забор сыпучих материалов, перевозимых в трюмах судов или железнодорожных вагонах бункерного типа, часто представляет определенные трудности. В процессе длительного транспортирования материал слеживается и Уплотняется, а если он гигроскопичен, то и увлажняется. Для интенсификации процесса всасывания и обеспечения стабильности работы всасывающей линии пневморазгрузчиков в ОАО «Строительные машины» разработаны конструкции вибрационных заборных сопел (рис. 12.2).

Рис. 12.2. Схемы заборных сопел с вибраторами.а) 1 – аэратор; 2 – труба; 3 – решетчатый конус; 4 – пневматический вибратор;5 – тяги; 6 – подвеска; 7 – резинотканевый рукав; 8 – гибкий воздухопровод; 9 – гибкий воздухопровод.б) 1 – наружная труба; 2 – внутренняя труба; 3 – подвеска; 4 – резинотканевый рукав;5 – фланец; 6 – электромеханический вибратор; 7 – окно для подвода воздуха; 8 – заслонка.

Сопло пневморазгрузчика цемента из барж ТА-37 (рис. 12.2, а) предназначено для забора основной массы из трюма. Во время работы оно перемещается краном-манипулятором. Решетчатый усеченный конус 3 сопла упруго закреплен на трубе 1 с помощью гибких элементов и тяг 5. На решетчатом конусе закреплен пневматический вибратор 4, работающий в определенном диапазоне частот. Направление вибрации перпендикулярно продольной оси сопла.

Под заборной кромкой сопла расположен кольцевой аэратор 1, выполненный из трубы с отверстиями, оси которых, пересекаются на продольной оси сопла. К вибратору сжатый воздух поступает по трубопроводу 8, а из вибратора отводится по гибкому трубопроводу 9 в полость аэратора 1 и через отверстия в его стенках поступает в разгружаемый материал.

Таким образом, интенсификация забора обеспечивается одновременным воздействием на материал аэрации и вибрации, причем аэрирующий воздух поступает в зону забора импульсами, частота которых синхронизируется с частотой вибраций в диапазоне от 2 до 60 Гц.

В результате такого воздействия возникает и сохраняется во время забора устойчивая зона псевдоожиженного материала, локализованная областью забора и перемещающаяся по мере перемещения сопла.

Материал активно псевдоожижается в результате того, что в силу инерционности массы материала синхронно с частотой вибрации происходит его смещение относительно воздушных струй. Под действие каждой струи попадает площадь, не равная площади поперечного сечения струи, а много большая Кроме того, при этом нарушаются каналы, промываемые воздушными струями в массе материала, а слежавшийся материал между струями разрыхляется, что дополнительно облегчает аэрацию.

Вибрационное сопло, представленное на рис. 12.2, б, предназначено для выгрузки материалов из железнодорожных вагонов бункерного типа через верхние люки.

Корпус сопла выполнен из двух труб, между которыми образована полость для подвода атмосферного воздуха в зону забора сопла. На наружной трубе 1 для этой цели есть окно 7, входное сечение которого регулируется перемещением заслонки 8.

На кронштейне, приваренном к корпусу 2, установлен электромеханический вибратор 6 с синхронной частотой колебаний 50 Гц, регулируемой вынуждающей силой. В цепи питания электродвигателя используется безопасное напряжение 40 В, обеспечивающее соблюдение правил техники безопасности для персонала, осуществляющего выгрузку материала.

Габариты вибрационного сопла позволяют беспрепятственно опускать его через верхние люки в железнодорожный вагон и маневрировать внутри него. Для осуществления нормального режима забора материала вибрационное сопло должно перемещаться с помощью тельфера, установленного на поворотной стреле крана укосины в зоне разгружаемого вагона.

Выходной фланец сопла соединяется с резинотканевым рукавом всасывающей линии пиевморазгрузчика. Вибратор включается периодически, в зависимости от уплотненности разгружаемого материала, что существенно повышает производительность выгрузки.

Для забора насыпных грузов из крытых железнодорожных вагонов или трюмов барж применяют самоходные заборные устройства с рыхлителями, входящие в комплект узлов пневморазгрузчиков цемента всасывающего и всасывающе-нагнетательного действия. Необходимая производительность забора материала и оптимальная концентрация материаловоздушной смеси во всасывающей линии обеспечивается перфорированными дисками питателей. С помощью перфораций (пазов) определенной формы в дисках материал, частично насыщенный воздухом, подается в зону всасывания сопла с заданной скоростью. Для забора слеживающихся при транспортировке материалов заборное устройство оборудуется неподвижными или приводными вертикальными рушителями.

В пневматических транспортных установках высокой производительности (200-500 т/ч) для выгрузки сыпучих грузов из морских судов применяют навесные заборные устройства с дисковыми питателями или специальными фрезерными головками для слеживающихся материалов. Управление этими заборными устройствами — дистанционное.

zement-naval.ru

29. Торкретирование поверхностей - Энциклопедия

Для гидроизоляции плавательных бассейнов, водохранилищ, подвалов используется плотная водонепроницаемая торкрет-штукатурка, которую наносят с помощью цемент-пушки способом торкретирования. Этот способ заключается в том, что струя раствора под давлением сжатого воздуха ударяется о поверхность и образуется слой торкрет-штукатурки толщиной 15-25 мм. Через 28 сут. твердения в естественных условиях торкрет-штукатурка достигает предела прочности на отрыв 1,5 МПа.

Торкрет-штукатурку наносят с помощью агрегата, в состав которого входят цемент-пушка, воздухоочиститель, резервуар для воды и компрессор. Основная машина - цемент-пушка. Независимо от конструкции цемент-пушки принцип работы их один и тот же.

Цемент-пушка (рис. 99) состоит из верхнего 1 и нижнего 2 усеченных конусов-резервуаров, или камер, соединенных в одно целое. Верхний резервуар имеет загрузочную воронку, через которую его заполняют сухой смесью. С наружной стороны корпуса проходит стальной трубопровод; к нему от компрессора подключаются гибкие шланги. По этим шлангам в цемент-пушку подается сжатый воздух.

Рис. 99. Цемент-пушка: 1,2 - конусы резервуара  

Для очистки сжатого воздуха, нагнетаемого компрессором в цемент-пушку, служит воздухоочиститель. Он представляет собой сварной цилиндр, в верхней части дна которого находится входной патрубок. К нему подключается шланг для подачи сжатого воздуха от компрессора. В крышке расположен выходной патрубок, к которому подключается воздушный шланг, подающий в цемент-пушку сжатый воздух, очищенный от воды и масла. Внутри воздухоочистителя устроен пористый фильтр.

Для соединения цемент-пушки, воздухоочистителя, водяного бака и компрессора, а также и для подачи к рабочему месту от цемент-пушки до сопла сухой смеси, и от водяного бака воды, применяют резиновые шланги. Шланги, по которым подается сухая цементно-песчаная смесь, называются материальными, по которым подается воздух - воздушными, а по которым вода - водяными.

Материальные шланги выпускают диаметром 25-38 мм. Более целесообразно использовать шланги диаметром 32 мм. Применение шлангов меньшего диаметра снижает производительность цемент-пушки и приводит к быстрому образованию пробок. Водяные шланги применяют диаметром 13 мм. Звенья шлангов соединяют свинчивающимися муфтами. Муфты со шлангами скрепляют заклепками или болтами с потайной головкой. Соединения должны быть прочными и плотными, чтобы шланги не пропускали воздух.

Для смешивания сухой смеси с водой и нанесения раствора на поверхность применяют сопло (рис. 100). Сопло состоит из корпуса 4 и кольцеобразной камеры со вставленными смесителями 5. Смеситель представляет собой кольцо с восемью наклонно-радиальными отверстиями. К корпусу смесителя с передней стороны прикреплен металлический конусный ствол 6 с внутренним вкладышем 7 из резины, предохраняющим ствол от быстрого истирания. С задней стороны корпуса прикреплен материальный шланг 8, по которому в сопло подается сухая смесь. Вверху к корпусу прикреплен патрубок 3 с вентилем 2, к вентилю присоединен водяной шланг 1. Вода, подаваемая из патрубка, входит в смесительную камеру струйками и, встречаясь с цементно-песчаной смесью, перемешивается - образуется раствор. Раствор с силой выбрасывается сжатым воздухом из сопла на поверхность, проникает во все ее неровности и прочно соединяется с ней.

Некоторые цемент-пушки работают без воздухоочистителя, что делает агрегат более компактным. Водонасос этой цемент-пушки может подавать воду под нужным давлением в сопло "из любого источника.

Рис. 100. Сопло для нанесения раствора: 1 - водяной шланг, 2 - вентиль, 3 - патрубок, 4 - корпус, 5 - смеситель, 6 - конусный ствол, 7 - резиновый вкладыш, 8 - материальный шланг  

Сухую смесь для торкрет-штукатурки обычно приготовляют на стационарных установках и доставляют на автомашинах к месту работы. На стройке смесь приготовляют в смесителях и как исключение на бойке вручную. Чтобы предохранить сухую смесь от увлажнения, на месте работ ее хранят в ларе с плотно закрывающейся крышкой. Перед применением смесь просеивают через сито с ячейками 8 x 8 мм. Такая смесь хорошо транспортируется по шлангам.

Для приготовления торкрет-штукатурки применяют цемент марок 300 или 400 м и речной песок. Соотношение между цементам и песком колеблется в пределах от 1 : 1 до 1 : 8. Песок должен быть сухим и чистым; загрязненность песка снижает прочность торкрет-штукатурки. Допускаемая влажность песка 6-10%. Если влажность его меньше 4%, применять песок не следует, так как приготовленная смесь будет расслаиваться при транспортировании по материальным шлангам. Пересушенный песок плохо смешивается в сопле с водой, получается неравномерный по составу цементный раствор. Применение чрезмерно мелкого песка понижает прочность торкрет-штукатурки. Для ускорения схватывания торкрет-штукатурки в смесь вводят добавки хлористого кальция или жидкого стекла. Хлористого кальция вводят не более 5% от массы цемента. Хлористый кальций применяют только в условиях пониженной температуры (ниже +5° С). Жидкое стекло вводят в таком количестве, которое указано лабораторией. Чтобы получить большую водонепроницаемость в торкрет-штукатурку добавляют церезит в соотношении 1 : 10 (1 ч. церезита и 10 ч. воды) или алюминат натрия от 1 : 6 до 1 : 15, где на 1 ч. берут от 6 до 15 ч. воды. Указанные химические добавки растворяют в воде и выливают в дозирующий бак.

Перед началом работы устанавливают агрегат для торкретирования (рис. 101, а): около цемент-пушки 1 воздухоочиститель 4, резервуар 3 для воды и несколько дальше компрессор. От компрессора проводят шланг с двумя разветвлениями. Один конец подключают к воздухоочистителю, другой к резервуару с водой. От воздухоочистителя шланг подключают к цемент-пушке. К соплу от цемент-пушки подключают материальный шланг, а от резервуара - водяной. После монтажа агрегата проверяют, как он работает и не пропускает ли воздух.

Рис. 101. Торкретирование поверхностей: а - работа агрегата, б, в - струи раствора при избытке и недостатке воды; 1 - цемент-пушка, 2 - сопло, 3 - резервуар для воды, 4 - воздухоочиститель  

Цементно-песчаную смесь загружают в верхнюю камеру цемент-пушки, под действием собственной силы тяжести смесь пересыпается в нижнюю камеру. Затвор закрывается, и в камеру впускается сжатый воздух. Смесь подается распределительной тарелкой к патрубку. Сжатый воздух, проходящий по патрубку, подхватывает смесь и продувает ее через патрубок и материальный шланг к соплу. Как только разрыхленная, находящаяся во взвешенном состоянии смесь, подхваченная струей сжатого воздуха, подходит к соплу, она смачивается водой, в смесителе перемешивается, превращается в раствор и выбрасывается сильной струей из сопла.

Количество подаваемой воды в смеситель регулируется вентилем. Дозировку воды, подаваемой в смесь, проверяют по цвету выбрасываемой из сопла струи и нанесенной торкрет-штукатурки. При избыточном количестве воды (рис. 101, б) получается жидкий раствор, сползающий с нанесенной поверхности. При недостатке воды (рис. 101, в) в смеси раствор полностью не смачивается и при выбрасывании из сопла сильно пылит.

Торкретирование поверхностей выполняет звено в составе двух штукатуров 4-го разряда, одного штукатура 3-го разряда и машиниста 4-го разряда. В обязанности звена входит промывка торкретируемых поверхностей водой, приготовление сухой смеси, загрузка ее в цемент-пушку и торкретирование.

Машинист следит за работой цемент-пушки, давлением воздуха, которое должно соответствовать указанному в паспорте машины, и наличием воды в баке; периодически 3-4 раза в смену он должен продувать воздушный фильтр. Помимо управления цемент-пушкой машинист также принимает участие в загрузке цемент-пушки смесью.

Штукатур 4-го разряда промывает поверхности, руководит приготовлением смеси, наносит слой раствора на поверхность, подтягивает и убирает шланги, выявляет образовавшиеся растворные пробки и ликвидирует их, наблюдает за качеством работы и выполняет различные вспомогательные работы.

Второй штукатур 4-го разряда помогает первому и при необходимости заменяет его, кроме того, он является связным между штукатуром и машинистом. Со штукатуром 3-го разряда он приготовляет сухую смесь и загружает цемент-пушку. Если сухая смесь приготовляется на месте, "то штукатур 3-го разряда доставляет к месту работы просеянные песок и цемент, насыпает их на боек, вместе со штукатуром 4-го разряда перелопачивает приготовленную смесь и загружает совместно с машинистом в цемент-пушку.

Если поверхность торкрет-штукатурки требуется затереть, то к звену дополнительно прикрепляют штукатура 3-го или 2-го разряда. При выполнении улучшенной штукатурки работает штукатур 3-го разряда, простой - 2-го разряда.

Для работы необходимо подготовить такую площадь, которую можно было бы оштукатурить в течение одной смены. Поверхность заранее очищают, а перед нанесением торкрет-штукатурки только смачивают водой. Оштукатуривать рекомендуется сверху вниз. Чем тоньше наносимые слои штукатурки и чем их больше, тем прочнее токрет-штукатурка и тем надежнее обеспечит она водо- и газонепроницаемость. Каждый новый слой наносят на предыдущий после того, как он схватится, но не ранее чем через 60 мин. Первый слой торкрет-штукатурки чаще всего наносят толщиной 15 мм, затем его выравнивают, срезая неровности лопаткой или кельмой. Первый слой выдерживают в течение 24 ч, затем его смачивают водой и наносят второй слой.

При торкретировании сопло держат перпендикулярно поверхности на расстоянии 70-90 см от нее. Более мелкие песчинки раствора быстрее забиваются в поры и раковины и в первую очередь оседают на поверхности; более крупные песчинки, ударяясь о мелкие, уплотняют их, но при этом частично отскакивают. С нарастанием слоя торкрет-штукатурки крупные песчинки также начинают втапливаться в него.

Сначала количество крупного песка, которое отскакивает, достигает 20-25%, но постепенно, по мере нанесения слоя, оно снижается. В основном отскакивают песчинки без цементной прослойки, так что потери вяжущего вещества незначительны. Стыки торкретируемых участков до начала работы прочищают от осевшей пыли и смачивают водой.

Чтобы избежать усадочных трещин и повысить стойкость нанесенной торкрет-штукатурки, торкретированные участки следует защищать от сквозняков чрезмерного солнечного нагрева и механических повреждений. Лучше всего поверхности покрывать двумя-тремя полотнищами брезента, заходящими одно на другое. Брезент следует предварительно смочить водой; для постоянного увлажнения брезента над ним устраивают перфорированную трубку, по которой подается вода. Там, где торкрет-штукатурка используется в виде обычной штукатурки, ее рекомендуется увлажнять в течение 5-7 сут.

Ежедневно после работы цемент-пушку, шланги и форсунки следует прочищать: сначала продувать струей сжатого воздуха, а затем, не разбирая машину, очищать все доступные места. Регулярно, не реже раза в неделю, необходимо разбирать, очищать и смазывать машину, отдельные ее части промывать керосином.

До начала работы бригада, обслуживающая цемент-пушку, должна пройти инструктаж о правилах охраны труда.

Поскольку из цемент-пушки выбрасывается почти полусухая смесь, штукатуры должны работать в очках и респираторах, в плотной спецодежде и рукавицах. При работе на высоте рабочие обязаны надеть предохранительные пояса и привязаться за надежные конструктивные элементы зданий. Штукатур должен внимательно следить за тем, чтобы никто не попал под струю торкрет-штукатурки.

Все электропровода, идущие к агрегату, должны быть тщательно изолированы и уложены в короба, если они проходят по земле, или подвешены выше роста человека, так как агрегат работает от осветительной сети напряжением 220 В.

До начала работы штукатур обязан проверить все соединения шлангов, в процессе работы следить за тем, чтобы давление воздуха в цемент-пушке не превышало указанного в инструкции.

При ликвидации растворных пробок рабочим, не связанным с этой операцией, запрещается находиться около шлангов; сопло и открытый растворный шланг должны быть направлены в сторону от рабочих.

При отключении шланга, спрессовывании собранного агрегата и испытании возле агрегата не должно быть посторонних лиц

olymp.in

Сопло для пескоструйного аппарата: особенности выбора и изготовления

Сопло, которое используется для оснащения пескоструйного аппарата, является важнейшим элементом конструкции такого устройства. Только правильно подобранное сопло позволит вам наиболее эффективно использовать пескоструйный аппарат по его прямому назначению: для очистки различных поверхностей от загрязнений, старых покрытий, следов коррозии, их обезжиривания и подготовке к дальнейшей обработке.

Для каждого применения можно подобрать сопло определенного диаметра, в зависимости от фракции используемого песка

Задачи, которые решает сопло пескоструйное, заключаются в сжатии и разгоне до требуемой скорости смеси, состоящей из воздуха и абразивного материала, а также в формировании рабочего пятна и его насыщении абразивом, воздействующим на поверхность обрабатываемого изделия. В зависимости от размеров поверхности, которую необходимо подвергнуть пескоструйной обработке, в соплах могут быть выполнены отверстия различных типов. Так, для обработки узких поверхностей применяют сопла с одинаковым диаметром по всей длине, а для очистки поверхностей большой площади используют изделия, отверстия в которых имеют больший диаметр на входе и выходе (тип «Вентури», разработанный в середине прошлого века).

Сущность пескоструйной обработки

Пескоструйная обработка предполагает воздействие на различные поверхности абразивным материалом. В качестве последнего используются песок, дробь, карбид кремния, мелкие шарики из стекла и т.д.

Пескоструйная обработка – это механическое воздействие на поверхность мелких твердых частиц

Перед началом обработки абразив помещают в герметичный бункер. По основному шлангу аппарата под большим давлением подается воздух, поступающий от отдельного компрессора. Проходя мимо отверстия заборного рукава, поток воздуха создает в нем вакуум, что и способствует всасыванию в основной шланг абразива. Уже смешанный с абразивом воздух поступает к пистолету, основным элементом которого является сопло пескоструйное, через которое абразивная смесь подается на обрабатываемую поверхность.

Схема участка пескоструйной обработки

Как уже говорилось выше, для выполнения пескоструйной обработки могут использоваться различные типы абразивных материалов. Выбор здесь зависит от типа поверхности, которую необходимо очистить. Так, обработка с использованием песка эффективна в тех случаях, когда необходимо удалить слой старой краски с бетонной поверхности, очистить кирпичные стены от остатков цемента, подготовить металлические детали к дальнейшей покраске. Такие абразивы, как пластик или пшеничный крахмал, успешно применяют в судостроительной, автомобильной и авиастроительной отраслях, с их помощью эффективно удаляют старые покрытия с композиционных материалов.

Конструктивные особенности сопла для пескоструйного аппарата

Основными параметрами сопла, устанавливаемого на пескоструйный аппарат, являются:

  • диаметр и тип отверстия;
  • длина;
  • материал изготовления.

Абразивоструйные сопла различных конфигураций

Диаметр отверстия в сопле, которое фиксируется на пескоструйном аппарате посредством специального соплодержателя, выбирается в зависимости от того, какой производительностью должно обладать устройство. Производительность любого пескоструйного аппарата – как серийного, так и сделанного своими руками – зависит от мощности струи или объема воздуха, который в состоянии пропускать сопло в единицу времени.

Мощность струи, которую формирует сопло, прямо пропорциональна объему воздуха, который проходит через него в единицу времени. Соответственно, чтобы увеличить мощность пескоструйного аппарата, необходимо сделать в его сопле отверстие большего диаметра. Например, можно оценить мощность сопел, отверстия в которых имеют разные диаметры. Если сопло, диаметр которого соответствует 6 мм (1/4 дюйма), имеет мощность, равную 100%, то изделия с отверстиями больших диаметров будут отличаться следующей величиной данного параметра:

  • 8 мм (5/16 дюйма) – 157%;
  • 9,5 мм (3/8 дюйма) – 220%;
  • 11 мм (7/16 дюйма) – 320%;
  • 12,5 мм (1/2 дюйма) – 400%.

Чтобы еще лучше ориентироваться в мощности сопла с тем или иным диаметром внутреннего отверстия, можно принять во внимание, что изделия, диаметр в которых составляет 6 мм (1/4 дюйма), способны обеспечить среднюю мощность струи, равную 30 м3/час.

Таблица позволяет примерно оценить влияние диаметра сопла и давления воздуха на производительность и расход абразива

Если вы не собираетесь изготавливать сопло для аппарата пескоструйной обработки своими руками, то следует иметь в виду, что изделия, выпускаемые серийно, имеют стандартные диаметры отверстий, равные 6, 8, 10 и 12 мм.

На выбор такого параметра сопла, как его длина, оказывает влияние степень загрязненности очищаемой поверхности. Для пескоструйной обработки поверхностей, которые имеют незначительные загрязнения, выбираются более короткие сопла (7–8 см). Если же необходимо обработать поверхность, на которой имеются сложные загрязнения, длина сопла должна быть значительной (до 23 см). Более короткие сопла, устанавливаемые в стандартный соплодержатель, используются и в тех случаях, когда обработке требуется подвергнуть труднодоступные места.

Сопла, диаметр которых не изменяется по всей их длине, позволяют обеспечить скорость выхода абразивного материала 320 км/час, при этом давление смеси из воздуха и абразива, поступающей из такого сопла, составляет 6 атм. Сопла с каналом «Вентури» формируют струю абразивной смеси, скорость движения которой может доходить до 720 км/час. Понятно, что сопла с внутренними отверстиями такого типа повышают эффективность пескоструйной обработки.

Очевидно, что площадь потока у сопла типа VENTURI значительно больше, чем у обычного прямолинейного

Использование сопел с внутренними отверстиями, выполненными по типу «Вентури», позволяет предприятиям и специализированным компаниям не только увеличить производительность своего труда, но и значительно повысить качество выполняемой обработки. Что важно, применение изделий с такими каналами не требует приобретения специальных абразивов и не приводит к увеличению расхода сжатого воздуха.

Если сопла с отверстиями обычного типа для пескоструйных аппаратов можно сделать своими руками (хотя это и сложно), то изделия с каналом «Вентури» качественно изготовить в домашних условиях, не располагая специальным оборудованием, практически невозможно.

Устройство сопла пескоструйного с каналом Вентури: d — внутренний диаметр; D — заходной диаметр; Т — присоединительная резьба; L — длина сопла

Для изготовления сопел, в том числе и своими руками, могут быть использованы различные материалы, от выбора которых зависит долговечность изделия. Так, в зависимости от материала изготовления сопла для аппаратов пескоструйной обработки обладают следующей долговечностью:

  • керамические изделия, которые в домашних условиях делают из обычных свечей зажигания, – 1–2 часа;
  • сопла из чугуна – 6–8 часов;
  • изделия, для производства которых был использован карбид вольфрама, – 300 часов;
  • сопла, изготовленные из карбида бора, – 750–1000 часов.

Если в качестве абразивного материала в пескоструйном аппарате используется не песок, а стальная дробь, то долговечность сопел любого типа увеличивается в 2–2,5 раза.

Как правильно выбрать сопло для пескоструйной обработки

Выбирая сопло для своего пескоструйного аппарата, учитывайте тот факт, что самые недорогие изделия являются и самыми недолговечными. Такие сопла в итоге обойдутся вам дороже качественной продукции, особенно если вам предстоит выполнить большой объем работ.

Пескоструйные износостойкие сопла из карбида вольфрама

Для бытовых целей подходят сопла из чугуна и керамики. Многие домашние умельцы даже самостоятельно изготавливают керамические сопла, используя для этого отработанные свечи зажигания. Для того чтобы из такой свечи сделать сопло, достаточно удалить из ее керамической оболочки металлический электрод.

Используя для пескоструйного аппарата чугунные и керамические сопла, следует иметь в виду, что из-за своего ускоренного износа они увеличивают расход как воздуха, так и абразива, поэтому их не рекомендуется применять при выполнении масштабных работ. Дорогостоящие сопла из карбида бора и карбида вольфрама отличаются не только высочайшей долговечностью, но также и тем, что их можно использовать практически с любым абразивным материалом, за исключением карборунда и окиси алюминия. Этим, собственно, и объясняется достаточно высокая стоимость таких сопел для пескоструйного аппарата, которые способны прослужить очень долго, не теряя своих характеристик, не увеличивая расход абразивного материала и воздуха.

Применение таких изделий целесообразно во всех ситуациях, когда требуется выполнить большой объем работ по очистке различных поверхностей.

Оценка статьи:

Загрузка...

Поделиться с друзьями:

met-all.org

Двигатель Ацтек

"Ацтек" это не просто двигатель, это двигательная технология. Точнее Алюмо-Цементная ТЕхнология, а К досталась от автора :). Она очень проста и доступна даже начинающему ракетчику. Что необходимо для создания движка типа Ацтек, кроме топливных шашек? Главным образом алюминиевая труба и немного строительных материалов - цемента, гипса. При минимальных трудозатратах на выходе мы получаем хороший легкий движок с мощным металлическим корпусом при полном отсутствии выступающих за габариты крепежных элементов. Первый же созданный Ацтек был без проблем установлен на небольшую ракету Феникс-2 и надежно отработал в экспериментальном полете. Данная технология, о чем я подробнее скажу позже, позволяет при некоторой модернизации получить фактически многоразовый перезаряжаемый движок.

Схему мотора я не привожу сознательно по той причине, что она не принципиальна. Размеры могут быть подобраны каждым ракетчиком сообразно собственных задач. Дело, как говорится, в принципе. Например, схема может быть такой же, как у РДК-4 , с соответствующими поправками на технологию.

Итак, по-порядку.

Корпус

Как я уже упоминал, корпус это любая алюминиевая, а лучше дюралевая, труба. Только одно "но". Надо обязательно просчитать заранее прочностные характеристики трубы, например, с помощью программки ракетчика timochki и правильно подобрать критику сопла по программе SRM или по моей программе Rocki-motor.

Я взял корпус от велонасоса. Внутренний диаметр 22 мм толщина стенки 0,8 мм.

Длина трубы, с расчетом на две шашки карамели по 15-16г и трассер, составила 165 мм.

На 4-е шашки карамели с трассером надо взять трубу длинной 240 мм.

С учетом того, что длина сопла и заглушки не должны быть менее внутреннего диаметра трубы, засверливаем в местах расположения их середин по 6 отверстий. Длина сопла у меня примерно 30 мм, а заглушки 22 мм, но после заглушки надо оставить свободный корпус на 3-4 мм для организации мортиры. Поэтому засверлил отверстия диаметром 4 мм отступя 15 мм от краев трубы. Отверстия под заглушку можно засверлить не сразу, а когда будет более точно установлено положение заглушки. Все, корпус подготовлен.

Сопло

Сопло делаем из смеси цемента и гипса 3:1. Смешиваем эти порошки и слегка смачиваем водой до полной пропитки, но ничего лишнего. Смесь должна быть достаточно густая. Далее прессуем сопло прямо в корпусе с помощью подходящих оправок. Я использовал уже имеющуюся у меня форму для глиняных сопел, но это не обязательно. Достаточно, например, взять деревянный цилиндр с гвоздем нужного диаметра по центру в качестве пуансона, а в качестве ответной детали - доску с отверстием. Сначала вставляем в корпус форму для конфузора (цилиндр с гвоздем) на необходимую глубину. Затем заполняем корпус разведенной смесью. Наконец упираем корпус в доску с отверстием, в которое свободно входит гвоздь и запрессовываем.

В моем случае пришлось делать чуть сложнее. Сначала вставил в корпус формирователь конфузора, затем наживил на него форму диффузора, чтобы цементный состав не заткнул стыковочное отверстие, и уже тогда заполнял составом.

Можно прессовать вручную, но лучше все-таки с помощью струбцины. Чтобы состав не выдавливался в боковые отверстия, надо обмотать корпус в этом месте полоской бумаги. Поджимаем примерно на 2 минуты, и сопло готово. Даем ему сутки на полную просушку.

Диаметр критического сечения я брал 5 мм. Сопло может разгораться до 8 мм. Так что 5 мм взято с большим запасом по давлению.

Трассер

Подготовке трассера надо уделить особое внимание в связи со специфичностью технологии. Особенно это касается случая применения пиротехнической системы выброса парашюта, т.е. когда трассер выполняет роль замедлителя и передает зажигание на вышибной заряд.

Сначала делаем шашку без канала. Стенка усилена - 6 слоёв офисной бумаги на силикатном клее. Длина шашки-трассера 33 мм. Заряд карамели длинной 27 мм, а сверху оставляем бортик высотой 6 мм. Для изоляции топлива от мокрого состава заглушки заливаем сверху на топливо 2-3 мм слой эпоксидки, примерно 1,5-2г.

После застывания смолы высверливаем отверстие Ø3.5мм по центру на глубину 6-7мм, так чтобы длина заряда карамели до дна сверления составляла 22 мм. Такая длина обеспечивает примерно 7-8 сек замедления. Для другого времени замедления надо брать длину с учетом скорости сгорания карамели 2,4-2,5 мм/с.

В отверстие плотно вставляем кембрик подходящего диаметра, слегка смазанный маслом. Чтобы кембрик не гнулся его можно заармировать подходящим куском проволоки.

Теперь трассер подготовлен к сборки мотора. Такая несколько изощренная технология вырабатывалась мною довольно долго, но вполне себя оправдала. Она необходима для обеспечения изоляции от мокрого состава заглушки и организации надежного замка во-избежание прорыва газов к вышибному заряду.

Понятно, что если активация системы спасения организована независимо от мотора, то в трассере не нужно делать сверления и вставлять каналообразующий кембрик.

Сборка

А теперь приступаем к сборке. Рассмотрим её на примере мотора Ацтек 22-60. Заряд составляют 4 шашки стандартной сорбитовой карамели: 65% KNO3 + 35% Сорбита. Это те же шашки, как в двигателе РДК-3ММ массой 15г. Плюс трассер. Последнее время я применяю такую последовательность сборки. Беру трубу-оправку с диаметром равным диаметру шашки (20 мм). На нее наматываю теплоизолятор из офисной бумаги. Длина теплоизолятора должна быть равной длине стопки из шашек заряда и трассера (~185 мм). Мотаем до тех пор, пока скрутка не будет плотно входить в корпус движка. Подобрав количество слоев, смазываем край намотки силиконом и вставляем в корпус до упора в сопло. Проворачивая оправку против намотки, вытаскиваем её. Изолятор при этом остаётся в корпусе. Вставляем топливные шашки, проложив между ними шайбочки из воспламенительного состава и смазав края силиконом. Вставляем в канал полоски из того же воспламенительного состава. Наконец сверху устанавливаем трассер с каналообразующим стержнем.

Зарядка завершена, осталось сделать заглушку. Её будем делать из той же смеси, которую брали для сопла. Закладываем смесь на трассер и уплотняем с помощью струбцины или пресса посредством деревянного поршня. В поршне делается центральное отверстие Ø4 мм, в которое свободно проходит каналообразующий кембрик. Больших усилий прилагать при прессовании не надо. Допустимо подпрессовать нетяжелым молотком при помощи несильных постукиваний по поршню.

После подсыхания гипсо-цементной смеси, примерно через полчаса, вынимаем кембрик и у нас получается заглушка с каналом к трассеру.

Просушив заглушку в течение суток, приступаем к последнему этапу. В канал засыпаем черный охотничий порох и подтрамбовываем его. Сверху насыпаем вышибной заряд из того же пороха и закрываем пыжом из толстого картона. Движок готов.

Характеристики

Двигатель АЦТЕК 22-30 был испытан на тягоизмерительном стенде ТСК-1 собственной разработки в экспериментальной конфигурации 2 шашки всего на 32 г топлива, остальное - трассер. Процесс зафиксирован на видео. Результаты испытания показаны на графике, рис.1. Получились следующие характеристики   - полный импульс 28,8 Н*с   - удельный импульс 93,2 c   - максимальная тяга 40 Н   - средняя тяга 24.8 Н   - класс E 25

Не слишком выдающиеся характеристики испытанного мотора объясняются тем, что форма сопла с критикой 5 мм оптимизирована на значительно большее давление, что, понятно, для первого движка было не нужно. К тому же, увы, цементный состав не лучший для сопел. По термостойкости он уступает даже глине.

После успешной проверки на работоспособность облегченной версии, естественно, настал черед полнозарядного варианта Ацтек 22-60, рассчитанного на 60г сорбитовой карамели (4 шашки). Таких испытаний было два.

Первое было проведено 06.06.2009г ( видео). Двигатель был без пиропривода системы спасения. Мотор отработал очень хорошо, показал быстрый выход на режим и тягу более 9 кг. Однако в связи с ограничением максимальной нагрузки на стенде ТСК-1, полноценного графика тяги получить не удалось. Прикидочно получились следующие характеристики   - полный импульс 68 Н*с   - удельный импульс 110 c   - максимальная тяга >90 Н   - средняя тяга ~71 Н   - класс F 71

Такие характеристики немного уступают аналогичному по размеру и заряду двигателю РДК-4 со стальным соплом, но все равно очень и очень неплохие. А если учесть простоту, доступность и легкость конструкции, то получаем реального конкурента сложным в изготовлении разборным движкам.

Второе испытание проведено 03.07.2011г. на модернизированном стенде ТСК-1М. Основной была задача проверки работы последней, приведенной в настоящей статье, пиротехнической системы привода системы спасения. Данная система отработала без замечаний. Время задержки 22-х миллиметрового трассера составило 8 секунд.

Что касается характеристик, то в этом эксперименте они получились не слишком выдающиеся, поскольку мотор достаточно долго ожидал своей очереди и топливо, по-видимому, слегка подсосало влагу. Результаты показаны на рис.2. Тем не менее, этого достаточно, для полета полукилограммовой ракеты на высоту более 500 м.

Заключение

Предложенная технология "АЦТЕК" показала себя очень перспективной. Сборка двигателя требует меньше усилий, чем даже бумажного. Металлический корпус можно использовать многократно. Заглушка и сопло без проблем удаляются после отработки, и так же без проблем формируются по-новой. Это уже проверено. Возможен вариант с жаростойкой вставкой в критику сопла - и оно становится непрогораемым, не требующим замены. Это еще предстоит проверить, хотя оно и так очевидно. В результате имеем недорогой легкодоступный фактически перезаряжаемый двигатель с очень простой технологией сборки из буквально подручных материалов! Мне кажется, в этом что-то есть.

Наконец, 10.10.2009г провел летные испытания двигателя Ацтек 22-60 на ракете РК-3 "Ирокез". Испытания прошли успешно. Движок оправдал ожидания. Большой трассер позволил наблюдать полет ракеты почти до земли. /27.04.2009 kia-soft/

P.S.    Содержание может корректироваться по мере накопления экспериментальных данных.

***

kia-soft.narod.ru


Смотрите также