01 / 01

Оборудование и инструменты

Сопло для пескоструйного аппарата

Сопло для пескоструйного аппарата

Сопло для пескоструйного аппарата, особенности конструкции

Рвётся, естественно, всегда там, где тонко. И этот принцип на сто процентов оправдан в работе технических средств. У подъёмных кранов крайне редко ломаются крюки и оси барабанов для гибкого элемента (а точнее, даже практически никогда не ломаются!), однако регулярно выходят из строя электрические узлы конструкции. По аналогии со сказанным, у пескоструйной техники корпус или соединительные гибкие шланги прослужат без замен очень и очень долго, но сопла пескоструя, прослужившие 800 рабочих часов – это уже «ветераны». Впрочем, среди этих запчастей встречаются уникальные модели, способные выдержать до 1000 часов. Как же их правильно выбрать, на что обращать внимание при комплектации пескоструйного аппарата, об этом и поговорим в этой статье.

Общие детали конструкции сопла

В упрощённом виде любое сопло являет собой полый цилиндрический предмет с присоединительным элементом (чаще всего им оказываются резьбовые участки). Цилиндрических фрагментов у сопла может быть несколько (два, иногда три), они могут иметь разный наружный диаметр, формируя при этом некую ступенчатую поверхность.

Классификация 

Может определяться следующими параметрами:

  1.  диаметр присоединительной резьбы. Этот параметр может изменяться, однако по статистике наиболее распространёнными резьбами в таких случаях являются трубные резьбы с диаметром два дюйма, или «дюйм с четвертью». Могут применяться накидные гайки и прочие конструкционные элементы.
  2.  общая длина сопла. Большинство этих параметров вмещаются в линейный интервал от 70 мм до 230 мм.
  3.  диаметр внутреннего отверстия. Замер производится по минимальному фрагменту внутренней цилиндрической поверхности (обратим ваше внимание на такой момент, что внутренняя цилиндрическая поверхность также может быть ступенчатой). Наиболее распространённые размеры этого элемента: 6; 8; 10; 12 мм.
  4.  диаметр заходного отверстия сопла. Данный параметр может равняться 25 мм или 32 мм.

Профиль

Также важнейшим параметром, определяющим многое в функциональной принадлежности и области эксплуатации сопла, является профиль его внутренней поверхности. Наиболее простой конструкцией, которую можно даже изготовить собственными руками без особого труда и применения сложного оборудования является цилиндрическая поверхность с двумя конусоидальными фрагментами на ней. Это будут входной конфузор – прямой конус, существенно увеличивающий кинетическую энергию потока воздуха, входящего в сопло от воздуховодного шланга с абразивными частицами, а также выходной диффузор – обратный конус, расширяющийся к выходу из сопла. Этот элемент несколько снижает энергию, с которой абразивно-воздушная смесь вырывается из сопла, однако он способен заметно увеличить площадь поверхности, которую одновременно накрывает вылетающий слой абразива при обработке.

Именно по причине того, что энергия абразивных частиц заметно падает, наличие диффузора не всегда предусмотрено в конструкции сопла. На этот счёт идеальным решением является сопло с профилем Вентури, в котором предусмотрено наличие условных трёх участков:

1) конфузор. Заходной конусообразный участок на входе в сопло.

2) прямолинейный цилиндрический участок, на котором абразивные элементы и несущий их поток воздуха как бы разгоняются.

3) выходной диффузор. Также конусный элемент внутренней поверхности сопла, но растянутый, с углом в вершине конуса в пределах от 7 до 15 градусов.

Сопла Вентури

При этом общая длина сопла между участками разной конфигурации распределяется в следующих приблизительных пропорциях: конфузор – примерно 30% общей длины сопла, цилиндрический участок примерно 15%, остальное – это диффузор. 

Какие преимущества даёт использование сопла Вентури, критерии подбора

Сопла такого типа позволяют ускорить движение абразивных элементов в потоке воздуха в 2,5 – 3 раза по сравнению с аналогичными устройствами, но с другим профилем сечения. Известно также, что средняя скорость движения этих частиц через сопло с таким профилем колеблется в пределах 700 – 750 км/ч. А производительность работы пескоструйного приспособления при том же уровне расхода абразива может возрасти на величину до 100%.

Устройство сопла Вентури

Какие рекомендации возможны при выборе такого сопла? За основу при расчёте необходимого вам для работы сопла Вентури необходимо брать следующие рекомендации, применяемые для обычных цилиндрических сопл. В общем виде они выглядят следующим образом:

– при заявленной производительности установки 10 – 12 куб.м./час минимальный внутренний диаметр сопла 8 мм. При производительности 12 – 22 куб.м./час рекомендуется сопло 10 мм. В случае более высокой производительности – 12 мм.

– если применяемое давление в системе ~ 5 атм. и менее, то рекомендуемый диаметр сечения сопла 6 – 8 мм. 7 атм. ~ 8 – 10 мм. При более высоких показателях давления 12 мм.

– рекомендации по удельному уровню расхода абразивного материала. При расходе 0,2 – 0,25 т/час достаточно сопла с диаметром 6 мм. Если показатель расхода на уровне 0,35 – 0,4 т/час рекомендуемый диаметр сопла 8 мм. Расход 0,6 – 0,9 т/час – сопло 10 мм. При более высоком показателе расхода – 12 мм.

Теперь при подборе сопла с профилем Вентури данные, характерные для цилиндрического сопла, необходимо откорректировать в следующем диапазоне:

– производительность нужно увеличить в пределах 35% – 50%;

– давление увеличиваем на 15% – 20 %;

– уровень расхода на 60% – 75%.

Рекомендации по подбору материала для сопла

Высокоуглеродистые стали

Всегда велик соблазн применить для этих целей стали высокоуглеродистого типа с высоким уровнем абразивной устойчивости материала (по старой советской классификации стали марок 75 или 65Г и прочие аналогичные материалы). Поскольку устройство будет соприкасаться с большим количеством абразива, а нам нужны высокие показатели износостойкости и так далее. Мы бы не рекомендовали увлекаться этим, так как, данные стали (при всех их бесспорных преимуществах!) не слишком стойки при динамических воздействиях на них. А такие разновидности нагрузок будут иметь место при запуске устройства в работу. Именно в этот момент динамический коэффициент многократно увеличит усилие, приходящееся на этот элемент конструкции, и определённая внутренняя вязкость материалу просто необходима для того, чтобы «пережить» этот удар без каких-либо особенных потерь.

Керамика

Ещё хуже в таких условиях работают керамические материалы, хрупкость которых ещё больше. Поэтому, если вы собрались для собственноручно изготовленного сопла использовать, например, негодную автомобильную свечу, то хотим предупредить вас, что даже, если эта затея вам удастся, то ресурс у такого сопла будет не большим, нежели один рабочий день при хорошей загрузке пескоструя. В качестве временной меры, может быть, имеет смысл попробовать, но для серьёзной работы такое сопло не годится.

Твёрдые сплавы

Заметно более практичны для этих целей твёрдые сплавы. Эти материалы отлично сочетают в себе и абразивную стойкость, и устойчивость в отношении динамических нагрузок различного типа. Поэтому при таких характеристиках данные материалы могут считаться едва ли не идеально подходящими для изготовления сопла. Есть, конечно, определённые трудности с обработкой твёрдых сплавов, но это, как говорится, неизбежное зло. Достаточно твёрдые материалы достаточно сложны и в обработке.

Карбиды металлов

Неплохо себя проявляют в качестве сырья для сопла карбиды бора, вольфрама, тантала, хрома и прочих металлов. Здесь уже минимальный временной ресурс, который такое изделие представит своему пользователю, может исчисляться величиной, близкой к 800 рабочим часам и выше. В некоторых случаях можно посетовать на некоторую потерю прочности при нагреве сопла. А как вы понимаете, при длительном и активном воздействии абразива такое явление, как нагрев неизбежно. Например, сопла на основе карбида вольфрама (несмотря на тугоплавкие свойства самого вольфрама) могут после нагрева выше ста градусов по Цельсию претерпевать температурные растрескивания. А, к примеру, сопла из карбида бора превосходно сохранят свои практические характеристики и при гораздо более серьёзном нагреве. Известно, что они даже будучи нагретыми свыше 700°C ничуть не теряют работоспособности и не подают даже признаков потери свойств. Вот по этой причине и существуют основания во многих случаях утверждать, что при сегодняшнем состоянии техники твёрдые сплавы – это идеальный материал для изготовления сопла для пескоструйной техники.

Сопло для пескоструйного аппарата

Похожие статьи

Обработка металла пескоструйным аппаратом Мощный газовый горн своими руками

Post a comment

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *