УСТРОЙСТВО ДЛЯ ПОДАЧИ МАТЕРИАЛОВ В РАСПЫЛЕННОМ СОСТОЯНИИ Российский патент 2011 года по МПК B23Q11/10 

Изобретение относится к устройствам для распыления материалов, а именно к эжекционным форсункам, и может быть применено в любой области техники и в различных технологических процессах, где необходимо, например подавать твердый смазочный материал (ТСМ) в распыленном расплавленном состоянии на вращающийся шлифовальный круг (ШК), наносить покрытия на поверхности, для мойки и покраски предметов эжектированием в строительстве и машиностроении и т.д.

Известен струйный аппарат для проведения процессов в жидких и газообразных средах (а.с. 265075 СССР, кл. 12 g, 1/01 МПК B05j, опубл. 09.03.70, БИ №10), в котором повышение производительности обеспечивается путем увеличения или уменьшения камеры смешения перемещением диффузора относительно сопла.

Областью применения данного аналога является химическое машиностроение.

Известна форсунка для распыления вязких жидкостей (а.с. №417121 СССР, МПК B05b 7/12, опубл. 25.05.75, БИ №19), обеспечивающая регулирование подачи смазки установкой трубки на форсунке, соединяющей трубки подвода смазки и воздуха. Благодаря наличию перепада давления воздуха в корпусе форсунки и наличию дополнительной трубки, соединяющей трубки подвода смазки и воздуха, смазка вытесняется из питающей трубки к соплу и захваченная потоком сжатого воздуха, выходящего из инжектора, распыляется на смазываемую поверхность, при этом поступающий через дополнительную трубку сжатый воздух позволяет регулировать подачу смазки в распыленном виде, например, в зону резания.

Недостатками аналога является регулирование подачи смазки в распыленном состоянии при помощи сжатого воздуха, что не обеспечивает равномерную дисперсность распыла и требуемый диапазон регулирования параметров распыляемого факела.

Известен распылитель жидкостей (а.с. №835506 СССР, МПК³ B05B 7/12, опубл. 07.06.81, БИ №21), в котором диаметр камеры смешения равен 2…4 диаметра подвода трубы сжатого воздуха, съемный жиклер присоединен на расстоянии от съемного соплового насадка, равном 6…10 диаметров трубы подвода воздуха. Степень разрежения в камере смешения регулируется при помощи трубчатой вставки, изменением характерного размера «а» между ее торцом и съемным сопловым насадком, установленной в корпусе с возможностью ее осевого перемещения набором сменных прокладок.

Недостатками аналога является низкая эффективность распыла и низкий диапазон регулирования параметров распыляемого факела.

Известно сопло-смеситель (см. Смазочно-охлаждающие жидкости при резании металлов и техника их применения / Под редакцией М.И.Клушина. - М.: Машгиз, 1961. - С.123-124, рис.129), в котором регулирование расхода жидкости производится за счет изменения размера щели при помощи свинчивания или навинчивания сопла на смеситель.

Известна форсунка для нанесения покрытия из агрессивных жидкостей (патент РФ №2008980 C1, МПК⁵ B05B 7/12, опубл. 15.03.94, БИ №9), в которой узел регулировки кольцевого зазора выполнен в виде гайки и контргайки, размещенных на продуктовой трубке, установленной с возможностью осевого перемещения относительно внутреннего конуса, при этом накидная гайка соединена с наружной поверхностью внутреннего конуса, охватывающая продуктовую трубку поверхность которого выполнена с проточкой канавки и фиксатором, причем отношение внутреннего диаметра патрубка подачи воздуха к внутреннему диаметру наконечника равно 1,1…1,3, а площадь кольцевого зазора воздушного сопла равна 15…25 мм².

Недостатками этих аналогов является низкий диапазон регулирования параметров распыляемого факела.

Известен инжекторный смеситель (патент РФ №2102129 C1, МПК⁶ B05F 5/04, опубл. 20.01.98, БИ №3), в котором расширение диапазона работы устройства обеспечивается введением дополнительных элементов, например обтекателя или центрального тела в сопло и др.

Недостатком этого аналога является низкий диапазон регулирования параметров распыляемого факела, осуществляемый лишь введением дополнительных элементов в узел регулирования.

Известен распылитель (патент РФ №2329873 C2, МПК⁷ B05B 7/00, B05B 7/28, опубл. 27.02.2008, БИ №7), в котором изменение геометрических и физических параметров генерируемого газокапельного потока производится регулированием кольцевого зазора осевым перемещением патрубка вдоль оси симметрии профилированного канала выходного сопла с помощью ходовой резьбы. Рабочая жидкость в эжекционный распылитель подается из резервуаров либо из магистральных трубопроводов под минимальным давлением, достаточным для заполнения подводящего патрубка подачи жидкости.

Недостатками известного распылителя являются узкие пределы его регулирования.

Известно устройство для нанесения ТСМ на ШК (см. Веткасов Н.И. Шлифование с нанесением ТСМ в расплавленном состоянии на рабочую поверхность ГПК / Н.И.Веткасов, А.В.Хазов // Вестник УлГТУ. - 2008. - №2. - С.46, рис.1), в котором регулирование параметров распыляемого факела осуществляется узлом смешивания, включающим сменную трубку для подачи ТСМ, смеситель и сопло, и варьированием давлением сжатого воздуха, подаваемого в смеситель, принятое за прототип. Дисперсностью распыла и параметрами факела варьируют за счет изменения расстояния между торцом сменной трубки для подачи ТСМ и конической выточкой сопла путем осевого перемещения сменной трубки, а также изменением кольцевого зазора между трубкой и отверстием в смесителе путем его увеличения или уменьшения, либо уменьшением или увеличением диаметра сменной трубки.

К причинам, препятствующим достижению указанного ниже технического результата при использовании известного устройства, принятого за прототип, относится то, что у известного устройства очень узкие пределы регулирования параметрами распыляемого факела, что в целом ограничивает эксплуатационные возможности устройства. В отдельных случаях требуемые параметры распыляемого факела могут быть получены лишь после замены смесителя, что возможно только при демонтаже узла смешивания.

Задачей изобретения является создание устройства для подачи материалов в распыленном состоянии.

Технический результат - расширение диапазонов варьирования параметрами узла смешивания и снижение затрат на его изготовление и эксплуатацию.

Указанный технический результат при осуществлении изобретения достигается тем, что в заявляемом устройстве узел смешивания, как и в известном устройстве, принятом за прототип, включает смеситель и сопло, сменную трубку для подачи жидкого или расплавленного материала, расположенную соосно со смесителем, с возможностью ее осевого перемещения вдоль его оси. Особенность заключается в том, что сопло выполнено сменным, а внутри смесителя установлена сменная втулка, позволяющая дополнительно регулировать объем камеры смешивания и площадь кольцевого зазора.

Сведения, подтверждающие возможность осуществления изобретения с получением вышеуказанного технического результата.

На чертеже представлена схема узла смешивания устройства для подачи материалов в распыленном состоянии.

Сменная трубка 1 для подвода распыляемого материала соосно располагается внутри смесителя 2, сменное сопло 3 закреплено на его торце, а сменная втулка 4 установлена внутри смесителя 2.

Работа узла смешивания осуществляется следующим образом.

Перед началом работы в смеситель 2 устанавливаются сменная трубка 1 расчетного диаметра и сменная втулка 4, а на смеситель 2 - сменное сопло 3. Таким образом, устанавливается не только сменное сопло 3 с необходимым проходным сечением, но и требуемые размер кольцевого зазора А между сменной трубкой 1 и сменной втулкой 4 и изначальный объем камеры смешивания Б. Затем оператор путем осевого перемещения сменной трубки 1 вдоль оси смесителя 2 уменьшением или увеличением расстояния h устанавливает расчетное значение объема камеры смешивания Б, ограниченной торцами сменных сопла 3 и трубки 1 и диаметром отверстия в сменной втулке 4. При уменьшении расстояния h происходит обеднение распыляемой смеси в результате уменьшения объема камеры смешивания Б; при увеличении объема камеры смешивания Б происходит обогащение распыляемой смеси. Затем из заводской пневмосети под давлением подают сжатый воздух, который, пройдя через систему подготовки воздуха (условно не показана), подается в смеситель 2, затем попадает в кольцевой зазор А и далее в камеру смешивания Б, где создает разрежение на срезе сменной трубки 1, тем самым обеспечивается «подсасывание» распыляемого материала. В результате в камере смешивания Б образуется воздушно-капельная смесь, которая в полном объеме транспортируется через отверстие в сменном сопле 3, и при выходе смеси из него образуется факел 5. Кроме того, узел смешивания позволяет регулировать параметры генерируемого потока, такие как расход воздуха и распыляемого материала, корневой угол β и дисперсность распыла, при помощи настроек.

Для изменения параметров распыляемого факела 5 оператор производит замену какого-либо элемента узла смешивания, например сменного сопла 3, или заменяет все сменные элементы - трубку 1, втулку 4 и сопло 3, а затем варьирует объемом камеры смешивания Б путем перемещения трубки 1, либо изменяет давление сжатого воздуха, поступающего в смеситель.

Изобретение относится к машиностроению и может быть использовано для подачи смазочных материалов при металлообработке. Устройство для распыления материалов в жидком состоянии эжектированием содержит узел смешивания, который включает смеситель и сопло, трубку для подачи жидкого материала. Указанная трубка для подачи жидкого материала размещена соосно со смесителем с возможностью ее осевого перемещения вдоль его оси, сопло выполнено сменным, а внутри смесителя установлена сменная втулка. Обеспечивается расширение технологических возможностей. 1 ил.

Устройство для распыления материалов в жидком состоянии эжектированием, содержащее смеситель, сопло и размещенную внутри смесителя трубку для подачи жидкого материала, отличающееся тем, что оно снабжено установленной внутри смесителя сменной втулкой, трубка для подачи жидкого материала размещена соосно со смесителем с возможностью перемещения вдоль его оси, а сопло выполнено сменным.