RU2175599C2

RU2175599C2 - Booster sandblast device

Info

Publication number: RU2175599C2
Application number: RU2000103383/02A
Authority: RU
Inventors: М.А. Макаров; К.Е. Вебер; А.В. Абрамов; С.В. Шидловский; С.А. Никонов
Original assignee: Оао По "Энергопром-Стройзащита"
Priority date: 2000-02-10
Filing date: 2000-02-10
Publication date: 2001-11-10

Abstract

FIELD: equipment for sandblast and shot- blast treatment can be used for removing high-strength surface layer of metals and natural building materials. SUBSTANCE: device is made of two-circuit chamber provided with two supersonic nozzles and branch-pipe as a booster. The outer annular nozzle provides rarefication along the axis. The inner nozzle supplies gas abrasive mixture to the rarefied zone. The perimeter of annular nozzle is provided with blades which deflect axial flow that provides reduced pressure downstream the nozzle across the diameter and along whole length as well. The gas abrasive mixture enters the negative pressure space though center nozzle. The gas abrasive mixture is formed into elastic supersonic flow at the nozzle exit section. The flow is of enhanced kinetic energy when striking against a barrier provides removing of the strength surface layer. EFFECT: improved design. 1 dwg

Description

Изобретение относится к области машиностроения и строительной техники, в частности к оборудованию, применяемому для пескоструйной и дробеструйной подготовки поверхности: очистки деталей металлического литья и проката, на поверхностях которых образуется особо твердый слой окалины, который трудно удаляется традиционным струйным оборудованием; подготовки поверхностей фасадов зданий и других строительных конструкций перед нанесением защитных и декоративных покрытий. The invention relates to the field of mechanical engineering and construction equipment, in particular to equipment used for sandblasting and shot peening of the surface: cleaning parts of metal casting and rolling, on the surfaces of which a particularly hard layer of scale is formed, which is difficult to remove with traditional inkjet equipment; surface preparation of building facades and other building structures before applying protective and decorative coatings.

Известны в промышленности пескоструйные и дробеструйные устройства, работающие на сжатом воздухе с подачей абразивного материала принудительным или эжекционным способом в среду с атмосферным давлением. Чтобы разогнать воздушно-абразивную смесь до высоких скоростей, при которых абразив разрушает особо прочный поверхностный слой обрабатываемой поверхности, необходимо увеличение разности давлений до и после сопла. При нормальном атмосферном давлении для этого необходимо увеличить давление перед соплом до 1 МПа и более, что связано с усложнением и удорожанием оборудования. Sandblasting and shot-blasting devices operating on compressed air with the supply of abrasive material by forced or ejection method to an atmosphere with atmospheric pressure are known in the industry. In order to accelerate the air-abrasive mixture to high speeds, at which the abrasive destroys the especially strong surface layer of the treated surface, it is necessary to increase the pressure difference before and after the nozzle. At normal atmospheric pressure, for this it is necessary to increase the pressure in front of the nozzle to 1 MPa or more, which is associated with the complication and appreciation of equipment.

Известен способ и устройство для пескоструйной и дробеструйной подготовки поверхности [1] . К недостаткам данного устройства можно отнести подачу воздушно-абразивной смеси после разгонного сопла в воздушную среду с нормальным атмосферным давлением. A known method and device for sandblasting and shot blasting surface preparation [1]. The disadvantages of this device include the supply of air-abrasive mixture after the accelerating nozzle into the air with normal atmospheric pressure.

Известно, что с повышением отношения P₁/P₂, где:
P₁ - давление газа до критического сечения сопла;
P₂ - давление газа после критического сечения сопла,
повышается скорость газа на срезе сопла и соответственно увеличивается кинетическая энергия подаваемого абразивного материала.It is known that with an increase in the ratio P ₁ / P ₂ , where:
P ₁ - gas pressure to the critical section of the nozzle;
P ₂ is the gas pressure after the critical section of the nozzle,
the gas velocity at the nozzle exit increases and the kinetic energy of the supplied abrasive material increases accordingly.

Сущностью настоящего изобретения является увеличение кинетической энергии воздушно-абразивной смеси, достаточной для разрушения особо твердого поверхностного слоя обрабатываемой поверхности, путем создания зоны разрежения после сопла пескоструйного устройства. The essence of the present invention is to increase the kinetic energy of the air-abrasive mixture, sufficient to destroy a particularly hard surface layer of the treated surface, by creating a vacuum zone after the nozzle of the sandblasting device.

Поставленная цель достигается организацией зоны разрежения за срезом сопла благодаря наличию внешнего контура с кольцевым соплом, выполненным в виде сопловой решетки, лопатки которой установлены под углом к оси устройства. При этом соблюдаются следующие условия. This goal is achieved by organizing a rarefaction zone behind the nozzle exit due to the presence of an external contour with an annular nozzle made in the form of a nozzle lattice, the blades of which are installed at an angle to the axis of the device. The following conditions are observed.

1. Степень контурности m (m = G₂/G₁, где G₁ и G₂ - количество газа, проходящего через внутренний и внешний контуры соответственно) лежит в пределах от 1 до 6.1. The degree of contour m (m = G ₂ / G ₁ , where G ₁ and G ₂ is the amount of gas passing through the internal and external circuits, respectively) is in the range from 1 to 6.

2. Давление в выходных сечениях контуров соответствует критическому P_кр, (P_кр = P•0,528, где P - давление до критического сечения сопла).2. The pressure in the outlet sections of the circuits corresponds to the critical P _cr , (P _cr = P • 0.528, where P is the pressure up to the critical section of the nozzle).

Газовый поток, проходя по внешнему контуру через кольцевое сопло, закручивается на лопатках сопловой решетки и за счет центробежных сил создается разрежение по оси удлинительного патрубка. The gas flow, passing through the outer contour through the annular nozzle, is twisted on the blades of the nozzle lattice and due to centrifugal forces, a vacuum is created along the axis of the extension pipe.

Предлагаемый способ поясняется на чертеже. The proposed method is illustrated in the drawing.

Камера пескоструйного устройства состоит из внутреннего контура 1, заканчивающегося центральным сверхзвуковым соплом 4, и внешнего контура 2, заканчивающегося кольцевым соплом 3. Сжатый воздух по трубопроводу подается во внешний контур, проходит через лопатки сопловой решетки кольцевого сопла, расположенные под углом к оси устройства. За центральным сверхзвуковым соплом раскрученный поток прижимается к стенкам удлинительного патрубка 5, образуя зону разрежения по оси удлинительного патрубка. По трубопроводу через внутренний контур подается воздушно-абразивная смесь, которая, проходя через центральное сверхзвуковое сопло, дополнительно разгоняется в зоне разрежения 6, формируется в упругую струю, обладающую достаточной кинетической энергией для разрушения особо твердых слоев обрабатываемых поверхностей 7. При этом соблюдается условие достижения критических давлений в обоих соплах рассматриваемого устройства, организации зоны разрежения по оси удлинительного патрубка, за счет чего увеличивается скорость струи за срезом центрального сверхзвукового сопла, подчиняясь законам газовой динамики. The chamber of the sandblasting device consists of an internal circuit 1 ending with a central supersonic nozzle 4 and an external circuit 2 ending with an annular nozzle 3. Compressed air is piped into the external circuit and passes through the blades of the nozzle lattice of the annular nozzle located at an angle to the axis of the device. Behind the central supersonic nozzle, the untwisted flow is pressed against the walls of the extension pipe 5, forming a rarefaction zone along the axis of the extension pipe. An air-abrasive mixture is supplied through the pipeline through the internal circuit, which, passing through the central supersonic nozzle, is additionally accelerated in the rarefaction zone 6, is formed into an elastic jet having sufficient kinetic energy to destroy especially hard layers of the treated surfaces 7. In this case, the condition for achieving critical pressure in both nozzles of the device in question, the organization of the rarefaction zone along the axis of the extension pipe, due to which the jet velocity increases beyond the cut central supersonic nozzle, obeying the laws of gas dynamics.

Экспериментально получено разрежение за срезом центрального сверхзвукового сопла, равное 0,01 - 0,025 МПа. Experimentally obtained rarefaction behind the slice of the central supersonic nozzle, equal to 0.01 - 0,025 MPa.

Источники информации
1. RU 2137593 C1, 20.09.1999.Sources of information
1. RU 2137593 C1, 09/20/1999.

Claims

A sandblasting device comprising a chamber made in the form of an internal circuit with a central supersonic nozzle for supplying abrasive material and an external circuit with an extension pipe and an external annular supersonic nozzle placed axisymmetrically relative to the internal circuit and serving to supply air, characterized in that the external annular nozzle is made in the form of a nozzle grill with blades installed at an angle to the axis of the contour and along its periphery, which serve to deflect and twist the air flow and formation and extension tube axis of the vacuum zone with the message air-abrasive mixture kinetic energy sufficient for breaking solid materials, wherein the length of the extension pipe is 1.5-2.5 external diameter of the annular supersonic nozzle.