RU2153939C1 - Mortar applying nozzle - Google Patents

Mortar applying nozzle Download PDF

Info

Publication number
RU2153939C1
RU2153939C1 RU99106493A RU99106493A RU2153939C1 RU 2153939 C1 RU2153939 C1 RU 2153939C1 RU 99106493 A RU99106493 A RU 99106493A RU 99106493 A RU99106493 A RU 99106493A RU 2153939 C1 RU2153939 C1 RU 2153939C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
rod
nozzle
channel
mortar
core
Prior art date
Application number
RU99106493A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
И.В. Дарда
Д.А. Дровников
В.А. Ткаченко
Original Assignee
Шахтинский институт Южно-Российского государственного технического университета (НПИ)
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Шахтинский институт Южно-Российского государственного технического университета (НПИ) filed Critical Шахтинский институт Южно-Российского государственного технического университета (НПИ)
Priority to RU99106493A priority Critical patent/RU2153939C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2153939C1 publication Critical patent/RU2153939C1/en

Links

Landscapes

  • Nozzles (AREA)

Abstract

FIELD: mortar application equipment in construction, coal and other branches of industry. SUBSTANCE: nozzle has body, mortar supplying channel, compressed air supplying channel, and chamber continuously connected to Laval nozzle. Core is positioned inside chamber. Rod is positioned inside core. One end of rod is connected to stem of pneumatic cylinder of unidirectional action and other end is extending into Laval nozzle. Other end of rod is made in the form of truncated cone. Rod is provided with channel serving as pressure sensor. Compressed air is fed from pneumatic system via main through controlled throttle valves. Throttle control member is communicated via main with rod channel. Such construction provides continuous controlling of spray beam section area. Mortar spraying nozzle may be used as module in robotized complexes for applying various coats, in particular, for finishing works in construction industry. EFFECT: increased efficiency, wider operational capabilities and improved quality of coating. 1 dwg

Description

Изобретение относится к устройствам для нанесения строительных растворов в воздушной среде и может быть использовано в качестве оконечного модуля в роботизированных комплексах для нанесения различных покрытий, в частности при отделочных работах в строительстве и в других областях промышленности. The invention relates to devices for applying mortar in the air and can be used as a terminal module in robotic complexes for applying various coatings, in particular during finishing work in construction and in other industries.

Качество наносимого покрытия зависит от конструкции форсунки, параметров раствора, давления воздуха в магистрали и при неизменных названных характеристиках зависит от постоянства расстояния между наружной плоскостью форсунки и обрабатываемой поверхностью. Причем толщина и однородность наносимого покрытия напрямую зависит также и от скорости выходной струи, а оптимальное указанное расстояние зависит от всех перечисленных факторов и определяется возможностью прочного сцепления наносимого покрытия с материалом поверхности и слоев покрытия между собой без образования наплывов, потеков и т.д. The quality of the applied coating depends on the design of the nozzle, the parameters of the solution, the air pressure in the line and, with the characteristics mentioned above unchanged, depends on the constancy of the distance between the outer plane of the nozzle and the surface to be treated. Moreover, the thickness and uniformity of the applied coating also directly depends on the speed of the output stream, and the optimal specified distance depends on all the above factors and is determined by the possibility of strong adhesion of the applied coating to the surface material and coating layers without the formation of sagging, sagging, etc.

Регулировка количества наносимого покрытия, а следовательно, и скорости выхода частиц раствора, может осуществляться с помощью изменения площади выходного сечения форсунки. Adjusting the amount of coating applied, and hence the rate of exit of the particles of the solution, can be done by changing the area of the outlet cross section of the nozzle.

Известны технические решения форсунок [1,2], которые имеют постоянные площади выходных сечений, и вследствие этого необходимо предъявлять повышенные требования к системам автоматического управления устройствами для нанесения покрытий с целью поддержания постоянного расстояния от форсунки до обрабатываемой поверхности. Known technical solutions of nozzles [1,2], which have constant output cross-sectional areas, and as a result of this it is necessary to make increased demands on automatic control systems for coating devices in order to maintain a constant distance from the nozzle to the surface being treated.

Кроме того, указанные конструкции не позволяют поддерживать постоянным качество наносимого покрытия при изменении технологических свойств (вязкости, пластичности, текучести и др.) рабочего раствора. In addition, these designs do not allow to maintain constant the quality of the applied coating when changing technological properties (viscosity, ductility, fluidity, etc.) of the working solution.

В связи с необходимостью нанесения строительных растворов различной пластичности выпускаются форсунки с набором сменных наконечников и отверстиями разных диаметров. Поэтому при изменении пластичности, вязкости и других свойств состава необходимо производить смену наконечника с соответствующим диаметром отверстия для каждого типа покрытия, что увеличивает время выполнения работ и снижает производительность труда. Это связано с невозможностью бесступенчатого регулирования размеров факела распыла в существующих конструкциях. In connection with the need to apply mortars of various plasticities, nozzles with a set of interchangeable tips and holes of different diameters are produced. Therefore, when changing the ductility, viscosity and other properties of the composition, it is necessary to change the tip with the corresponding hole diameter for each type of coating, which increases the time to complete the work and reduces labor productivity. This is due to the impossibility of stepless regulation of the size of the spray torch in existing structures.

Наиболее близким к заявляемому по техническому решению является форсунка для распыления жидкости [3]. Ее конструкция представляет собой корпус с каналами для подвода жидкости и газа и камерой, переходящей в сопло Лаваля, в которой размещен центральный сердечник в виде трубки, выходной конец которой находится в сверхзвуковой части сопла Лаваля. В сердечнике установлен с возможностью осевого перемещения шток с наконечником. Closest to the claimed technical solution is the nozzle for spraying liquid [3]. Its design is a housing with channels for supplying liquid and gas and a camera passing into the Laval nozzle, in which the central core is placed in the form of a tube, the output end of which is located in the supersonic part of the Laval nozzle. In the core, a rod with a tip is mounted with the possibility of axial movement.

Данной конструкции, так же как и другим выпускаемым форсункам, присущ указанный выше недостаток, состоящий в невозможности бесступенчатого регулирования размеров кольцевого факела распыла при изменении технологических свойств растворной смеси. This design, as well as other manufactured nozzles, has the above-mentioned drawback, which consists in the impossibility of stepless regulation of the size of the annular spray torch when changing the technological properties of the mortar mixture.

Строительные растворы относятся к упруговязкопластичным смесям ([4], с. 5), расход Q для которых прямо пропорционально зависит от давления (перепада давления) и обратно пропорционально зависит от вязкости смеси ([5], формула IV.20, с.68):

Figure 00000002

где R - радиус трубопровода; l - длина трубопровода; η - вязкость раствора; Δρ - потери давления на трение; Δρ0 - перепад давления, при котором раствор в трубе радиуса R начинает двигаться.Mortars are classified as elastic-viscous-plastic mixtures ([4], p. 5), the flow rate Q for which is directly proportional to pressure (differential pressure) and inversely proportional to the viscosity of the mixture ([5], formula IV.20, p. 68) :
Figure 00000002

where R is the radius of the pipeline; l is the length of the pipeline; η is the viscosity of the solution; Δρ - friction pressure loss; Δρ 0 is the pressure drop at which the solution in the pipe of radius R begins to move.

Следовательно, при изменении вязкости раствора для поддержания его постоянного расхода, необходимо изменять величину давления воздуха и площадь кольцевого зазора факела распыла, а качество наносимого покрытия будет определяться постоянством их соотношения. Therefore, when changing the viscosity of the solution to maintain its constant flow rate, it is necessary to change the value of air pressure and the area of the annular gap of the spray torch, and the quality of the coating to be applied will be determined by the constancy of their ratio.

Целью настоящего изобретения является обеспечение бесступенчатого регулирования внутреннего диаметра и площади сечения кольца факела распыла, а также повышение производительности работы форсунки и качества наносимого покрытия. The aim of the present invention is to provide stepless regulation of the inner diameter and cross-sectional area of the spray torch ring, as well as improving the performance of the nozzle and the quality of the coating.

Указанная цель достигается тем, что в конструкцию форсунки вводится устройство для регулирования площади кольцевого факела распыла, установленное в сверхзвуковой части сопла Лаваля и представляющее собой стержень, выходной конец которого имеет коническую форму, а другой конец связан со штоком пневмоцилиндра. Тем самым в зависимости от пластичности смеси изменяется сила лобового сопротивления воздуха при движении раствора после выхода из сопла, пропорциональная квадрату скорости перемещения частиц наносимой смеси и давление между срезом форсунки и обрабатываемой поверхностью, которое и используется в качестве индикатора для поддержания оптимальных расстояния до обрабатываемой поверхности, давления воздуха в напорной магистрали и площади кольцевого факела распыла. This goal is achieved by the fact that a device for regulating the area of the annular spray jet installed in the supersonic part of the Laval nozzle and representing a rod, the outlet end of which has a conical shape and the other end is connected to the rod of the pneumatic cylinder, is introduced into the nozzle design. Thus, depending on the plasticity of the mixture, the drag force of the air changes when the solution moves after exiting the nozzle, which is proportional to the square of the particle velocity of the applied mixture and the pressure between the nozzle exit and the surface being treated, which is used as an indicator to maintain the optimal distance to the surface being treated, air pressure in the pressure line and the area of the annular spray torch.

Существенными отличиями предлагаемого изобретения являются:
- выполнение устройства для бесступенчатого регулирования диаметра и площади сечения кольца факела распыла в виде стержня, цилиндрическая часть которого сопряжена посредством конической поверхности со сферическим выходным концом стержня;
- выполнение в стержне канала, используемого в качестве датчика давления;
- использование пневмоцилиндра одностороннего действия для перемещения стержня;
- установка перед поршневой полостью пневмоцилиндра и в магистрали подвода воздуха в форсунку регулируемых дросселей, причем регулирующий элемент дросселя в магистрали подвода воздуха связан с каналом стержня.
Significant differences of the invention are:
- the implementation of the device for stepless regulation of the diameter and cross-sectional area of the spray torch ring in the form of a rod, the cylindrical part of which is conjugated by means of a conical surface with a spherical outlet end of the rod;
- execution in the core of the channel used as a pressure sensor;
- the use of a single-acting pneumatic cylinder to move the rod;
- installation in front of the piston cavity of the pneumatic cylinder and in the air supply line to the nozzle of adjustable throttles, and the regulating element of the throttle in the air supply line is connected to the rod channel.

На чертеже представлен общий вид форсунки. The drawing shows a General view of the nozzle.

Форсунка содержит корпус 1, каналы для подвода строительного раствора 2 и сжатого воздуха 3, смесительную камеру 4, переходящую в сопло Лаваля 5. Внутри смесительной камеры 4 размещен центральный сердечник 6, выполненный в виде трубки, выходной конец которой находится в сверхзвуковой части сопла Лаваля 5. В сердечнике 6 с возможностью осевого перемещения установлен стержень 7, в котором выполнен канал 8, использующийся в качестве датчика давления. Один конец стержня 7 соединен со штоком пневмоцилиндра 9 одностороннего действия, а второй, имеющий коническую поверхность, расположен в выходной части сопла Лаваля 5. Сжатый воздух подается в поршневую полость пневмоцилиндра 9 через регулируемый дроссель 10, а в канал 3 - через регулируемый дроссель 11, регулирующий элемент которого магистралью 12 соединен с каналом 8 стержня 7. The nozzle contains a housing 1, channels for supplying mortar 2 and compressed air 3, a mixing chamber 4, passing into the Laval nozzle 5. Inside the mixing chamber 4 there is a central core 6 made in the form of a tube, the output end of which is located in the supersonic part of the Laval nozzle 5 A core 7 is mounted in the core 6 with the possibility of axial movement, in which a channel 8 is made, which is used as a pressure sensor. One end of the rod 7 is connected to the rod of a single-acting pneumatic cylinder 9, and the second, having a conical surface, is located in the outlet of the Laval nozzle 5. Compressed air is supplied to the piston cavity of the pneumatic cylinder 9 through an adjustable throttle 10, and into the channel 3 through an adjustable throttle 11, the regulatory element of which is connected by a line 12 to the channel 8 of the rod 7.

Работает форсунка следующим образом. Вначале в форсунку через дроссель 11 и канал 3 подают сжатый воздух. Рабочий раствор поступает из емкости (не показана) под давлением через канал 2 в кольцевую выпускную область трубки 6, образованную ее боковой поверхностью и стержнем 7. Затем раствор попадает через открытый торец трубки 6 в расширяющуюся часть сопла 5 и в виде кольцевого факела распыла наносится на обрабатываемую поверхность. При этом давление в канале 8 равно давлению в области между срезом форсунки и обрабатываемой поверхностью, расход воздуха через дроссели 10 и 11 постоянный. The nozzle works as follows. First, compressed air is supplied to the nozzle through the throttle 11 and channel 3. The working solution enters from a container (not shown) under pressure through a channel 2 into the annular outlet region of the tube 6, formed by its lateral surface and the rod 7. Then, the solution enters through the open end of the tube 6 into the expanding part of the nozzle 5 and is applied onto the annular spray torch the processed surface. In this case, the pressure in the channel 8 is equal to the pressure in the region between the nozzle exit and the surface to be treated, the air flow through the chokes 10 and 11 is constant.

Шток пневмоцилиндра 9 находится в положении, при котором кольцевой зазор имеет некоторую среднюю величину, определяемую степенью настройки дросселя 10. Описанный случай соответствует работе форсунки с постоянным давлением в зоне набрызга на стержень 7 и с растворной смесью средней пластичности. The rod of the pneumatic cylinder 9 is in a position in which the annular gap has a certain average value determined by the degree of adjustment of the throttle 10. The described case corresponds to the operation of the nozzle with constant pressure in the spray zone on the rod 7 and with a solution mixture of medium ductility.

При увеличении пластичности раствора будет происходить возрастание скорости выхода струи из форсунки и, следовательно, увеличение количества выходящей смеси и толщины слоя наносимого покрытия. Поэтому для получения однородного покрытия и сохранения его качества необходимо уменьшить расстояние до обрабатываемой поверхности и снизить количество подаваемой смеси. With an increase in the plasticity of the solution, there will be an increase in the rate of exit of the jet from the nozzle and, consequently, an increase in the amount of the outgoing mixture and the thickness of the layer of applied coating. Therefore, to obtain a uniform coating and maintain its quality, it is necessary to reduce the distance to the surface to be treated and to reduce the amount of the supplied mixture.

При увеличении пластичности раствора и изменении в связи с этим вышеуказанных параметров увеличится скорость выхода частиц раствора из кольцевого зазора, что приведет к одновременному возрастанию давления в пространстве между срезом форсунки и обрабатываемой поверхностью в канале 8 стержня 7 и магистрали 12. При этом изменится положение регулирующего элемента дросселя 11, который уменьшит количество воздуха, подаваемого в канал 3 и, следовательно, снизит количество выходящего из кольцевого зазора форсунки раствора. Также снизится и давление в поршневой полости пневмоцилиндра 9, шток которого при этом переместится влево и уменьшит площадь кольцевого зазора, что приведет к восстановлению постоянного соотношения между параметрами, входящими в уравнение (1), и повышению качества наносимого покрытия. With an increase in the plasticity of the solution and, in connection with this, the above parameters, the rate of exit of the particles of the solution from the annular gap will increase, which will lead to a simultaneous increase in pressure in the space between the nozzle exit and the treated surface in the channel 8 of the rod 7 and the line 12. In this case, the position of the regulating element will change throttle 11, which will reduce the amount of air supplied to the channel 3 and, consequently, reduce the amount of the nozzle of the solution emerging from the annular gap. The pressure in the piston cavity of the pneumatic cylinder 9 will also decrease, the rod of which will move to the left and reduce the area of the annular gap, which will lead to the restoration of a constant relationship between the parameters included in equation (1) and to an increase in the quality of the applied coating.

В случае работы форсунки с растворами пониженной пластичности скорость выхода струи уменьшится, и для поддержания толщины покрытия на постоянном уровне следует увеличить расстояние до обрабатываемой поверхности и также увеличить количество подаваемой смеси. Снижение скорости выхода раствора приведет к падению давления в канале 8 и магистрали 12 - регулирующий элемент дросселя 11 увеличит расход воздуха, подаваемого в канал 3, а пневмоцилиндр 9 переместит шток вместе со стержнем 7 вправо, что приведет к увеличению площади кольцевого факела распыла и росту количества наносимого раствора. If the nozzle works with solutions with reduced ductility, the jet exit speed will decrease, and to maintain the coating thickness at a constant level, it is necessary to increase the distance to the surface to be treated and also increase the amount of the supplied mixture. Decreasing the rate of solution output will lead to a drop in pressure in channel 8 and line 12 - the regulating element of the throttle 11 will increase the flow rate of air supplied to channel 3, and the pneumatic cylinder 9 will move the rod together with the rod 7 to the right, which will increase the area of the annular spray torch and increase the number applied solution.

Таким образом, будет осуществляться бесступенчатое регулирование размеров кольцевого факела распыла в зависимости от изменения технологических свойств растворной смеси. Thus, stepless regulation of the size of the annular spray jet will be carried out depending on changes in the technological properties of the mortar mixture.

Источники информации
1. А. c. СССР 1703186, МКИ B 03 B 1/06 Распылитель жидкости/С.А.Слива (СССР). Заявл. 18.04.89; Опубл. 07.01.92, Бюл. N 1.
Sources of information
1. A. c. USSR 1703186, MKI B 03 B 1/06 Liquid atomizer / S.A. Plum (USSR). Claim 04/18/89; Publ. 01/07/92, Bull. N 1.

2. А. с. СССР 1713660, МКИ B 05 B 1/04 Распылитель /Б.Е.Кацай, О.В.Хабаров (СССР). Заявл. 27.12.90; Опубл. 23.02.92, Бюл. N 7. 2. A. p. USSR 1713660, MKI B 05 B 1/04 Sprayer / B.E. Katsai, O.V. Khabarov (USSR). Claim 12/27/90; Publ. 02/23/92, Bull. N 7.

3. А.с. СССР 1514417, МКИ B 05 B 7/00, 7/12 Форсунка для распыления жидкости /В. А. Васильев, Ю.М.Рудов (СССР). Заявл. 11.01.88; Опубл. 15.10.89, Бюл. N 38. 3. A.S. USSR 1514417, MKI B 05 B 7/00, 7/12 Nozzle for spraying liquid / V. A. Vasiliev, Yu.M. Rudov (USSR). Claim 01/11/88; Publ. 10/15/89, Bull. N 38.

4. Огибалов П. М. , Мирзаджанзаде А.Х. Нестационарные движения вязкопластичных сред. Изд. МГУ, 1977. - 372 с. 4. Ogibalov P. M., Mirzadzhanzade A.Kh. Unsteady movements of viscoplastic media. Ed. Moscow State University, 1977 .-- 372 p.

5. Мирзаджанзаде А.Х., Караев А.К., Ширинзаде С.А. Гидравлика в бурении и цементировании нефтяных и газовых скважин.- М.: Недра, 1977. - 230 с. 5. Mirzadzhanzade A.Kh., Karaev A.K., Shirinzade S.A. Hydraulics in the drilling and cementing of oil and gas wells.- M .: Nedra, 1977. - 230 p.

Claims (1)

Форсунка для нанесения строительных растворов, содержащая корпус с каналами для подвода раствора, сжатого воздуха и камерой, переходящей в сопло Лаваля, с размещенным в ней центральным сердечником, выполненным в виде трубки, отличающаяся тем, что в сердечнике с возможностью осевого перемещения установлен стержень, один конец которого имеет коническую форму и находится в сопле Лаваля, а его второй конец соединен со штоком пневмоцилиндра одностороннего действия, в напорной магистрали поршневой полости пневмоцилиндра и канале подвода сжатого воздуха установлены регулируемые дроссели, причем регулирующий элемент последнего магистралью соединен с каналом, выполненным в стержне. A nozzle for applying mortar, containing a housing with channels for supplying mortar, compressed air and a chamber passing into the Laval nozzle, with a central core placed in it in the form of a tube, characterized in that a core is installed in the core with axial movement, one the end of which has a conical shape and is located in the Laval nozzle, and its second end is connected to the rod of a single-acting pneumatic cylinder, in the pressure line of the piston cavity of the pneumatic cylinder and the supply channel th mounted adjustable air throttles, wherein the regulating member is connected to the last trunk channel formed in the rod.
RU99106493A 1999-03-26 1999-03-26 Mortar applying nozzle RU2153939C1 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99106493A RU2153939C1 (en) 1999-03-26 1999-03-26 Mortar applying nozzle

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU99106493A RU2153939C1 (en) 1999-03-26 1999-03-26 Mortar applying nozzle

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2153939C1 true RU2153939C1 (en) 2000-08-10

Family

ID=20217850

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU99106493A RU2153939C1 (en) 1999-03-26 1999-03-26 Mortar applying nozzle

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2153939C1 (en)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2721692C1 (en) * 2019-10-11 2020-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "Новые Трубные Технологии" (ООО "НТТ") Nozzle for automatic feed of bentonite in trenchless laying of glass composite pipes
CN111467722A (en) * 2020-05-21 2020-07-31 南京湛泸科技有限公司 Fire-fighting sand-blasting gun barrel and design method of molded surface thereof

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2721692C1 (en) * 2019-10-11 2020-05-21 Общество с ограниченной ответственностью "Новые Трубные Технологии" (ООО "НТТ") Nozzle for automatic feed of bentonite in trenchless laying of glass composite pipes
CN111467722A (en) * 2020-05-21 2020-07-31 南京湛泸科技有限公司 Fire-fighting sand-blasting gun barrel and design method of molded surface thereof
CN111467722B (en) * 2020-05-21 2023-07-04 南京湛泸科技有限公司 Fire-fighting sand blasting gun tube and design method of molded surface thereof

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US3120346A (en) Rotary spray devices
CN1278781C (en) Spray gun
RU2450867C2 (en) Method and device for producing shaped elements with polyurethane layer
US5054249A (en) Method and apparatus for liquid-abrasive blast cleaning
EP0110529B1 (en) High velocity fluid abrasive jet
JP2008504951A (en) Fluid atomization system and method
CA2955118A1 (en) Low pressure spray tip configurations
JP3165440B2 (en) Metal spray equipment
RU2153939C1 (en) Mortar applying nozzle
US5322564A (en) Method and apparatus for applying viscous material to a substrate
SU1109198A1 (en) Pneumatic pain sprayer
JP2854368B2 (en) Mixing spray nozzle assembly for dry spraying of concrete
US5282573A (en) Spray coating system and method
JPS63315168A (en) Poppet-valve control fluid nozzle applicator
SU1240465A1 (en) Spraying device
RU2087207C1 (en) Apparatus for applying powder coats
US2475000A (en) Spray gun nozzle
RU2433031C2 (en) Method to spray fluid materials
SU1613181A1 (en) Arrangement for painting
RU2334827C2 (en) Device for gas dynamic sputtering of powder materials
RU2503745C2 (en) Device for gas dynamic deposition of coating on part inner cylindrical surface
JP2823145B2 (en) Glazing spray equipment for sanitary ware
SU637999A1 (en) Air nozzle
JPS5842040Y2 (en) spray gun
SU957980A1 (en) Apparatus for applying liquid paint coat mixture