RU1768855C

RU1768855C - Impulse air feed device

Info

Publication number: RU1768855C
Application number: SU894750322A
Authority: RU
Inventors: Донат Васильевич Гроховский
Original assignee: Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник"
Priority date: 1989-07-10
Filing date: 1989-07-10
Publication date: 1992-10-15

Abstract

Изобретение относитс к импульсной технике. Устройство импульсной подачи воздуха имеет, в частности, сопло и конфу- зорную коническую насадку, соосную соплу. Так как коническа насадка ориентирована большим диаметром к соплу, то воздух, всасываемый из атмосферы и проход щий через зазор между внутренней поверхностью насадки и наружной поверхностью сопла, подавл ет образование в основной воздушной струе вихрей, увеличивает ее импульс за счет добавлени своей массы, способствует ее стабилизации и длительному сохранению импульса. Угол раствора конуса при вершине конической насадки равен двойному углу расширени затопленной струи (24&deg;-30&deg;) и обеспечивает оптимальное воздействие зжектируемого воздуха на основную струю, вытекающую из сопла. 1 ил.The invention relates to a pulse technique. The pulsed air supply device has, in particular, a nozzle and a conical conical nozzle, a coaxial nozzle. Since the conical nozzle is oriented with a large diameter to the nozzle, the air drawn in from the atmosphere and passing through the gap between the inner surface of the nozzle and the outer surface of the nozzle suppresses the formation of vortices in the main air stream, increases its momentum by adding its mass, and contributes to it stabilization and long-term conservation of momentum. The cone opening angle at the apex of the conical nozzle is equal to the double angle of expansion of the submerged jet (24 ° -30 ° & deg) and provides the optimal effect of the injected air on the main jet flowing out of the nozzle. 1 ill.

Description

(Л(L

СWITH

Изобретение относитс к арматурост- роению и может быть использовано в сепараторах обогащени минерального сырь , а также в металлургической промышленности (дл обработки лить ), в сельском хоз йстве (дл сортировки продуктов).The invention relates to valve engineering and can be used in separators for mineral processing, as well as in the metallurgical industry (for casting), in agriculture (for sorting products).

Известно устройство импульсной подачи воздуха (УИПВ), представл ющее собой электромагнитный клапан с расположенным в корпусе запорным органом, который имеет центральный канал, сообщаемый с выходом и перекрываемый штоком, причем шток св зан с управл ющим электромагнитом . Данное УИ-ПВ имеет сопло с расшир ющимс выходом дл уменьшени времени истечени воздуха из УИПВ,A device for pulsed air supply (SIPW) is known, which is an electromagnetic valve with a shut-off element located in the housing, which has a central channel in communication with the outlet and closed by a rod, the rod being connected to a control electromagnet. This UI-PV has a nozzle with an expanding outlet to reduce the time of expiration of air from the UIPV,

Известные сопла представл ют собой каналы ссужающимс или расшир ющимс выходом. Сопло с сужающимс выходом используетс лишь дл дозвуковых скоростей движени воздуха (газа), а сопло с расшир ющимс выходом (сопло Лавал ) - дл сверхзвуковой скоростей.Known nozzles are constricted or expanding channels. A nozzle with a tapering outlet is used only for subsonic air (gas) velocities, and a nozzle with an expanding outlet (Laval nozzle) is used for supersonic speeds.

В УИПВ промышленного назначени , работающих при обычном давлении в магистрали предпри тий, равном Р0 0,5-0,6 МПа (5-6 атм), скорость движени воздуха (газа) на выходе из сопла, независимо от формы выхода сопла, равна звуковой (критической ), то есть занимает промежуточное значение между скорост ми струй, истекающих из сопел с расшир ющимс и сужающимс выходом.In UIPV for industrial use, operating at a normal pressure in the pipeline of enterprises equal to P0 0.5-0.6 MPa (5-6 atm), the speed of air (gas) at the exit of the nozzle, regardless of the shape of the nozzle exit, is equal to the sound (critical), i.e., it takes an intermediate value between the speeds of the jets flowing from the nozzles with an expanding and contracting exit.

Вследствие этого при использовании сопел с сужающимс выходом в промышленных УИПВ происходит значительное падение величины динамического воздействи воздушной струи на выдел емый из общего потока материала из-за больших потерь давлени внутри сопла. При использовании же сопел с расшир ющимс выходом значительно увеличиваютс диах|As a result, when using nozzles with a tapering outlet in industrial SPFs, a significant drop in the dynamic effect of the air stream on the material released from the total flow occurs due to large pressure losses inside the nozzle. When using nozzles with an expanding output, the dia |

Os 00 00 СЛOs 00 00 SL

(Л(L

метральные размеры воздушной струи, ограничивающие производительность сепаратора (при покусковом обогащении) или снижение его эффективности (при поточной подаче материала) из-за засорени концентрата породой,the metric dimensions of the air stream, limiting the performance of the separator (during piecewise enrichment) or a decrease in its efficiency (during in-line supply of material) due to clogging of the concentrate by rock,

Другим недостатком сопел с расшир ющимс или сужающимс выходом вл етс наличие сильного вихреобразовани на границах воздушной струи, особенно в месте выхода ее из сопла, что также снижает эффективность динамического воздействи струи на обрабатываемый материал.Another disadvantage of nozzles with an expanding or narrowing outlet is the presence of strong vortex formation at the boundaries of the air stream, especially at the place of its exit from the nozzle, which also reduces the efficiency of the dynamic action of the stream on the material being processed.

Цель изобретени - повышение эффективности динамического воздействи воздушной струи на обрабатываемый материал.The purpose of the invention is to increase the efficiency of the dynamic action of an air stream on the processed material.

Это достигаетс тем, что сопло снабжено конфузорной конической насадкой с углом при вершине конуса, равным двойному углу расширени затопленной струи (24°- 30°), причем насадка обращена к соплу большим диаметром, а между наружной поверхностью сопла и внутренней поверхностью насадки имеетс зазор. Меньший диаметр насадки выполнен с конической расточкой с углом при вершине конуса, равным двойному углу расширени затопленной струи (24°-30°), причем вершина этого конуса располагаетс в полюсе струи, истекающей из сопла.This is achieved in that the nozzle is provided with a confuser conical nozzle with an angle at the apex of the cone equal to the double angle of expansion of the flooded stream (24 ° - 30 °), with the nozzle facing a large diameter and there is a gap between the outer surface of the nozzle and the inner surface of the nozzle. The smaller nozzle diameter is made with a conical bore with an angle at the apex of the cone equal to the double angle of expansion of the flooded jet (24 ° -30 °), the apex of this cone being located in the pole of the jet flowing out of the nozzle.

При этом площадь поперечного сечени воздушного зазора между срезом сопла и насадкой, через который происходит подсасывание наружного воздуха, выбираетс в зависимости от требуемого коэффициента эжекции.In this case, the cross-sectional area of the air gap between the nozzle exit and the nozzle through which external air is sucked in is selected depending on the desired ejection coefficient.

В результате за вленное техническое решение характеризуетс следующими новыми и существенными признаками, по сравнению с выбранными аналогом и прототипом . В частности, использование эффекта эжекции наружного воздуха дл достижени поставленной цели отличаетс новизной, по сравнению с известным использованием эффекта эжекции в так называемых эжекторах. В данном случае новизна заключаетс в том, что. в отличие от обычного эжектора, насадка имеет коническую , а не цилиндрическую форму, причем с заранее определенным углом наклона образующей конуса к оси сопла, равным углу бокового расширени затопленной струи (12°-15°).As a result, the claimed technical solution is characterized by the following new and essential features, in comparison with the selected analogue and prototype. In particular, the use of the effect of ejection of outside air to achieve the intended purpose is novel in comparison with the known use of the effect of ejection in the so-called ejectors. In this case, the novelty is that. unlike a conventional ejector, the nozzle has a conical rather than a cylindrical shape, with a predetermined angle of inclination of the generatrix of the cone to the nozzle axis equal to the angle of lateral expansion of the submerged jet (12 ° -15 °).

Кроме того, в обычном эжекторе насадка выполн ет роль практически воздухосборника , будучи на всем своем прот жении всегда больше наружного диаметра сопла, в отличие от конической насадки в за вленном техническом решении,In addition, in a conventional ejector, the nozzle plays the role of an almost air collector, being always larger than the outer diameter of the nozzle over its entire length, unlike the conical nozzle in the claimed technical solution,

котора не только осуществл ет подсос наружного воздуха, но и направл ет его под определенным углом к основной струе, причем малый внутренний диаметр насадки может быть равным наружному диаметру сопла,which not only sucks in the external air, but also directs it at a certain angle to the main stream, the small internal diameter of the nozzle being equal to the external diameter of the nozzle,

Вдобавок обычные эжекторы не эффективны при звуковых и дозвуковых скорост х воздушных струй, которые имеют место вIn addition, conventional ejectors are not effective at sound and subsonic speeds of air jets that occur in

0 промышленных УИПВ, и в них не ставитс задача поджати основной струи с целью , предотвращени ее размыва и потери эффективности динамического воздействи ее на отдел емый (обрабатываемый) материал.0 industrial UIPV, and they do not have the task of preloading the main jet in order to prevent its erosion and loss of effectiveness of its dynamic impact on the separated (processed) material.

5 На чертеже схематично в общем виде показано предлагаемое устройство.5 The drawing schematically in General view shows the proposed device.

Устройство состоит из корпуса 1 с входным патрубком 2 и соплом 3. Входной патрубок 2 перекрываетс шайбой 4 иThe device consists of a housing 1 with an inlet pipe 2 and a nozzle 3. The inlet pipe 2 is blocked by a washer 4 and

0 мембраной 5, расположенной между корпусом 1 и втулкой 6 электромагнита (не показан ), шток 7 которого снабжен золотником 8, перекрывающим центральный канал 9. Во втулке 6 имеютс дренажные отверсти 10,0 membrane 5, located between the housing 1 and the sleeve 6 of the electromagnet (not shown), the rod 7 of which is equipped with a spool 8, overlapping the Central channel 9. In the sleeve 6 there are drainage holes 10,

5 св занные с атмосферой. На срезе сопла 3 укреплена конфузорна коническа насадка 11, между которой и наружной поверхностью сопла с помощью ребер 12 образован воздушный зазор. Насадка обращена к со0 плу большим диаметром (причем угол конуса при вершине насадки прин т равным двойному углу расширени затопленной струи (24°-30°). Меньший диаметр насадка имеет расточку под углом, равным двойному5 related to the atmosphere. A confuser conical nozzle 11 is fixed on the nozzle exit 3, between which an air gap is formed with the help of ribs 12 between the outer surface of the nozzle. The nozzle faces a large diameter nozzle (moreover, the cone angle at the nozzle tip is taken to be equal to the double angle of expansion of the flooded stream (24 ° –30 °). The smaller diameter of the nozzle has a bore at an angle equal to double

5 углу расширени затопленной струи (24°- 30°).5 angle of expansion of the flooded stream (24 ° - 30 °).

Устройство работает следующим образом .The device operates as follows.

При срабатывании электромагнита опу0 скаетс шток 7. и золотник 8 перекрывает центральный канал 9. Сжатый воздух, поступающий в корпус 1 через входной патрубок 2, отжимает шайбу 4 и мембрану 5 к втулке 6 и выходит через сопло 3 наружу а видеWhen the electromagnet is triggered, rod 7 drops and the spool 8 closes the central channel 9. Compressed air entering the housing 1 through the inlet 2, squeezes the washer 4 and the membrane 5 to the sleeve 6 and out through the nozzle 3 outward

5 струи (движение воздуха показано стрелками ). При этом воздух из надмембранной полости выходит в атмосферу через дренажные отверсти 10. Стру сжатого воздуха, выход ща из сопла 3 с большой5 jets (air movement is shown by arrows). In this case, the air from the supramembrane cavity enters the atmosphere through the drainage holes 10. A jet of compressed air leaving the nozzle 3 with a large

0 (звуковой) скоростью, обладает подсасывающим (эжектирующим) эффектом при ее движении внутри сопла. Благодар этому атмосферный воздух засасываетс через воздушный зазор между насадкой 12 и со5 плом 3, аналогично эжекторам.0 (sound) speed, has a suction (ejection) effect when it moves inside the nozzle. Due to this, atmospheric air is sucked in through the air gap between nozzle 12 and nozzle 3, similarly to ejectors.

Так как коническа насадка ориентирована большим диаметром к соплу, то воздух, всасываемый из атмосферы и проход щий через зазор между внутренней поверхностью насадки и наружной поверхностью сопла , оказывает следующее воздействие на основную воздушную струю: 1) подавл ет образование в ней вихрей; 2) увеличивает ее импульс за счет добавлени своей массы; 3) способствует ее стабилизации и длительному сохранению импульса (стру менее размываетс в радиальном направлении).Since the conical nozzle is oriented with a large diameter to the nozzle, the air drawn in from the atmosphere and passing through the gap between the inner surface of the nozzle and the outer surface of the nozzle has the following effect on the main air stream: 1) suppresses the formation of vortices in it; 2) increases its momentum by adding its mass; 3) contributes to its stabilization and long-term preservation of the pulse (the jet is less blurred in the radial direction).

Прин тие угла раствора конуса при вершине конической насадки равным двойному углу расширени затопленной струи (24°- 30°) обеспечивает оптимальное воздействие эжектируемого воздуха на основную струю, вытекающую из сопла: при меньшем угле раствора трудно предотвратить размывание струи; при большем угле раствора происходит торможение основной струи.Taking the cone angle at the apex of the cone nozzle equal to the double angle of expansion of the flooded stream (24 ° - 30 °) ensures the optimal effect of the ejected air on the main stream emerging from the nozzle: at a smaller angle of the solution, it is difficult to prevent erosion of the stream; at a larger angle of the solution, the main jet decelerates.

Расточка меньшего диаметра конической насадки под углом, равным двойному углу расширени затопленной струи (24°- 30й), обеспечивает минимум потерь при движении суммарной воздушной струи.The bore of a smaller diameter conical nozzle at an angle equal to the double angle of expansion of the flooded stream (24 ° - 30th) provides a minimum of losses during the movement of the total air stream.

Технико-экономические преимущества предложенного технического решени за& ..30°Technical appraisal and economic advantages of the proposed technical solution for & ..30 °

00

55

00

ключаетс в повышении дальнобойности и эффективности воздействи воздушной струи на обрабатываемый материал. Применительно к сепараторам минерального сырь это позвол ет снизить исходное давление сжатого воздуха при сохранении параметров сепарации.The key is to increase the range and effectiveness of the air jet on the material being processed. In the case of mineral separators, this makes it possible to reduce the initial pressure of compressed air while maintaining the separation parameters.

Claims

The claims

A pulsed air supply device comprising a housing with a locking member located therein, an inlet pipe and a communication channel with an inlet pipe and a locking member, characterized in that, in order to increase efficiency, it is provided with a nozzle and a confuser conical nozzle with an angle of 24-30 ° at the apex a cone placed coaxially with the nozzle with a gap relative to the nozzle, and the outlet end surface of the nozzle is conical diffuser with an angle at the apex of the cone of 24-30 °.

7 8