admin / 27.08.2018

Сопло для пескоструйки

Что такое абразивоструйное сопло?

Это техническое средство, для направления воздушной или водяной струи с абразивом (абразив — кварцевый песок, дробь, стеклянная, пластиковая крошка и т.п.) находящегося под давлением в среду с меньшим давлением.
Получаем – направленный, управляемый поток абразива на обрабатываемую поверхность.
В простом представлении абразивоструйное сопло или как его называют пескоструйное сопло, имеет вид цилиндрического или конического патрубка, одним концом крепится к абразивоструйному шлангу, второй служит для направления абразивостуйной струи.
Пескоструйное сопло так же служит для увеличения скорости потока пескоструйной смеси при пескоструйной очистки поверхности, формирует определенный факел распыла и площадь контакта. Абразивоструйные сопла производятся различных форм и размеров и у каждой модели есть свое предназначение. Канал сопла (ствол) влияет на форму струи. К примеру: прямой ствол создаст компактную струю и лучше всего подходит для небольших рабочих площадей. Канал Вентури увеличивает скорость прохождения абразива, создает широкую струю, предназначен для очистки больших поверхностей.
Не менее важное значение имеют длина и форма внутреннего канала абразивоструйного сопла, определяющие скорость частиц абразива. Оптимальная длина сопла составляет не менее 10 диаметров выходного отверстия и обычно находится в пределах 100-250 мм. Выбор правильного сопла для конкретного случая зависит от правильного представления применения различных эффектов воздействия каждого вида на характеристику очистки и стоимость производимых работ.

В чём различия абразивоструйных сопел?

  • материал сопла
  • форма канала
  • диаметр сопла

Материал абразивоструйного сопла

Сопла подвергаются очень интенсивному износу и зависит это главным образом от материала сопла, используемого абразива, скорости движения частиц и рабочего давление.

  1. Пескоструйные сопла из оксид — алюминия – пригодны при нечастом использовании, когда цена – определяющий фактор, а срок эксплуатации сопла менее важен.
  2. Пескоструйные сопла из карбид — вольфрама — предназначен для более длительного срока эксплуатации , приемлемы для использования с большим спектром абразива.
  3. Пескоструйные сопла из карбид бора — прекрасно подходит для использования агрессивных абразивов типа окисей алюминия и минеральных заполнителей. Срок эксплуатации сопел из карбида бора при использовании агрессивных абразивов по сравнению с карбид-вольфрамовыми в 5-10 раз больше, а карбид-кремниевых — в 2-3 раза.

Форма канала сопла

Широкое применение получили сопла с расширяющимся к выходу каналом (форма трубы Вентури).
Это позволило при одинаковых параметрах (диаметре сопла, давлении и пр.) увеличить скорость частиц в 1,5-1,8 раза, что соответствует увеличению, в 2-3 раза кинетической энергии частиц.

  1. Вентури: пескоструйные сопла с каналом Вентури обеспечивают широкую площадь контакта абразива с поверхностью и позволяют на 100% сохранять кинетическую энергию (скорость) абразива на выходе из сопла. Сопла Вентури — лучший выбор для высокой производительности при обработке больших поверхностей. Производительность сопел с каналом Вентури на 40% выше, чем у схожих сопел с прямым каналом. К тому же, расход абразива снижается до 40%
  2. Двойное Вентури: пескоструйные сопла «Двойной Вентури» фактически представляют собой два сопла Вентури, размещенные друг за другом. Между ними имеется промежуток с отверстиями в корпусе для подсоса атмосферного воздуха во вторую часть составного сопла. Второй канал Вентури у составного сопла шире, чем у обычного сопла Вентури. Данная модификация позволяет увеличить пятно контакта абразива с поверхностью при минимальной потере его скорости (кинетической энергии).
  3. Угловые сопла: угловые сопла разработаны для очистки труднодоступных участков — углов, задних сторон фланцев или внутренних поверхностей труб..Сопла имеют компактный размер и выход струи абразива под регулируемом углом.

Диаметр сопла

Диаметр сопла непосредственно связан с расходом воздуха (а отсюда и параметры производительности компрессора) и, в конечном итоге, производительность и качество очистки и расход абразива.
Диаметр сопла измеряется в узкой части канала, указывается в мм, определяет расход требуемого количества сжатого воздуха (м3/мин.) и абразива в целом.
Диаметр сопла обычно выбирается, исходя из эмпирического правила: диаметр сопла = диаметр наибольшей частицы абразива х 4; полученная величина округляется до ближайшего размера в сторону увеличения.

Конструкция типового сопла

Простейшее сопло для пескоструйного аппарата представляет собой полую трубку с резьбовой частью на одном из концов, которая предназначена для присоединения детали к соплодержателю.

Основные геометрические характеристики сменных сопел промышленного производства:

  1. Диаметр присоединительной резьбы (зависит от технической характеристики пескоструйного аппарата, но обычно используется трубная цилиндрическая резьба 2” или 1¼”). Возможен также вариант соединения сопла с соплодержателем при помощи накидной гайки и герметизирующей шайбы. Сопла, изготовленные своими руками, присоединяют к шлангу рабочей установки при помощи обычных хомутов.
  2. Длина детали, которая варьируется в диапазоне 7…23 мм (более короткие используются для очистки менее загрязнённых поверхностей).
  3. Диаметр внутреннего отверстия в его минимальном поперечном сечении. Выпускаются сменные наконечники с диаметрами 6, 8, 10 и 12 мм.
  4. Заходный диаметр сопла, определяемый диаметром присоединительного шланга (он может быть 25 или 32 мм).

Главным параметром рассматриваемой детали является профиль внутреннего отверстия, который определяет потери расхода воздушно-песчаной смеси, скорость её на входе и выходе из сопла, а также величину суммарного гидравлического сопротивления, которое в итоге и определяет долговечность сопла.

Наиболее простым вариантом (пригодным для изготовления своими руками) является сопло с цилиндрическим внутренним отверстием постоянного диаметра. Но для улучшения аэродинамических характеристик на таких деталях иногда изготавливают два конических участка:

  • Входной конфузор, наличие которого позволяет увеличить энергию потока смеси, входящей в сопло;
  • Выходной диффузор, наличие которого способствует увеличению площади поверхности, обрабатывающейся одновременно. Энергия потока при этом падает, поэтому при необходимости более качественной очистки, диффузорный профиль окончания сопла предусматривают не всегда.

Наиболее эффективным профилем внутреннего отверстия для обеспечения минимальных потерь потока является сопло для пескоструйного аппарата с профилем Вентури.

В этом случае отверстие состоит из трёх взаимосвязанных участков, каждый из которых выполняет определённые функции:

  1. На входе сопла с профилем Вентури имеется конфузорное расширение, угол которого, однако, меньше, чем у конфузора обычного сопла (не более 20…22º). Конфузорная часть занимает до 30% от общей длины детали.
  2. Цилиндрическая часть, длиной не более 15%.
  3. Диффузорная часть с достаточно малым углом расширения (7…15º), длина которого определяется размером самого сопла в плане.

С целью снижения гидродинамического сопротивления рабочей смеси, которая движется в канале сопла, все переходы от одной части к следующей выполняются с радиусными закруглениями, величина которых принимается в пределах r = (0,02…0,03) d, где d — диаметр средней, цилиндрической части сопла.

Как выбирать сопло для пескоструйного аппарата?

Сопло с профилем Вентури позволяет увеличить скорость перемещения песчано-воздушной смеси в 2,5…3 раза по сравнению с соплами иной конфигурации внутреннего отверстия. Современное сопло для пескоструйного аппарата с профилем Вентури способно обеспечить движение частиц на выходе до 700…720 км/ч. При этом производительность очистки при тех же расходах смеси и давлениях увеличивается примерно в 2 раза.

Ориентировочно выбор параметров сопла можно производить по следующим критериям:

  • По производительности. При требуемой производительности установки до 10…12 м3/ч внутренний диаметр сопла не превышает 8 мм, при 12…22 м3/ч – 10 мм, при более высоких значениях производительности диаметр внутреннего канала должен быть 12 мм;
  • По наибольшему давлению воздуха. Если оно не превышает 5 ат, то диаметр канала может приниматься 6…8 мм, при давлениях до 7 ат – 8…10 мм, при более высоких давлениях – 12 мм;
  • В зависимости от удельного расхода абразива. Если данный параметр не превышает 200…250 кг/ч, то пригодно сопло диаметром 6 мм, при 350…400 кг/ч – 8 мм, при 600…900 кг/ч — 10 мм, в остальных случаях – 12 мм.

Данные рекомендации касаются сопел с цилиндрическими внутренними отверстиями. Для пересчёта приведённых данных на сопло для пескоструйного аппарата с профилем Вентури данные по производительности обработки следует увеличить на 35…50%, по расходу – на 60…75%, а по давлению – на 15…20%.

Важным элементом выбора считают материал сопла. Обычные высокоуглеродистые стали с повышенной абразивной стойкостью (например, стали типа 75 или 65Г) для этих целей подходят мало, поскольку при состоянии закалки на максимальную твёрдость отличаются повышенной чувствительностью к ударным нагрузкам, которые неизбежно возникают в начальный момент подачи в сопло абразивной смеси.

Ещё меньшую стойкость имеют керамические композиции. Например, при изготовлении сопла своими руками часто используют в качестве исходной заготовки отработанную свечу от автомобильного двигателя, удаляя из неё металлический корпус. При этом не учитывают, что керамика в конструкции свечи рассчитана на работу с газовым потоком, в котором отсутствуют твёрдые абразивные частицы. Поэтому стойкость таких керамических сопел, изготовленных своими руками, не превышает нескольких часов.

Более работоспособным является вариант с твердосплавными соплами, которые изготавливаются из карбида вольфрама. Поверхностная твёрдость таких изделий достигает 85…90 HRA, при поверхностной прочности по изгибу до 1400…1600 МПа. Недостаток таких решений – высокая чувствительность карбидов вольфрама к температуре. При повышении температуры до 80…100ºС (что вполне вероятно при длительной пескоструйной обработке) на поверхности сопла могут появиться температурные трещины. Стойкость сопел из твёрдых сплавов достигает 750…800 ч.

Наилучший вариант – изготовить сопло из карбида бора. При примерно такой же твёрдости и прочности, карбиды бора выгодно отличаются своей высокой устойчивостью от температурных перепадов, поэтому сохраняют свою работоспособность при температурах 600…750ºС.

Небезынтересно сравнить и цены на сопла пескоструйных установок. Промышленные изделия из карбида бора в зависимости от длины, профиля и диаметра внутреннего отверстия можно приобрести за 1200…1600 руб., а твердосплавные сопла – за 2500…7000 руб.

Источник: http://proinstrumentinfo.ru/soplo-dlya-peskostrujnogo-apparata-svoimi-rukami-tsena-karbid-bora/

FILED UNDER : Разное

Submit a Comment

Must be required * marked fields.

:*
:*