Устройство импульсной подачи воздуха Советский патент 1992 года по МПК F16K31/02 

(Л

С

Изобретение относится к импульсной технике. Устройство импульсной подачи воздуха имеет, в частности, сопло и конфу- зорную коническую насадку, соосную соплу. Так как коническая насадка ориентирована большим диаметром к соплу, то воздух, всасываемый из атмосферы и проходящий через зазор между внутренней поверхностью насадки и наружной поверхностью сопла, подавляет образование в основной воздушной струе вихрей, увеличивает ее импульс за счет добавления своей массы, способствует ее стабилизации и длительному сохранению импульса. Угол раствора конуса при вершине конической насадки равен двойному углу расширения затопленной струи (24°-30°) и обеспечивает оптимальное воздействие зжектируемого воздуха на основную струю, вытекающую из сопла. 1 ил.

Изобретение относится к арматурост- роению и может быть использовано в сепараторах обогащения минерального сырья, а также в металлургической промышленности (для обработки литья), в сельском хозяйстве (для сортировки продуктов).

Известно устройство импульсной подачи воздуха (УИПВ), представляющее собой электромагнитный клапан с расположенным в корпусе запорным органом, который имеет центральный канал, сообщаемый с выходом и перекрываемый штоком, причем шток связан с управляющим электромагнитом. Данное УИ-ПВ имеет сопло с расширяющимся выходом для уменьшения времени истечения воздуха из УИПВ,

Известные сопла представляют собой каналы ссужающимся или расширяющимся выходом. Сопло с сужающимся выходом используется лишь для дозвуковых скоростей движения воздуха (газа), а сопло с расширяющимся выходом (сопло Лаваля) - для сверхзвуковой скоростей.

В УИПВ промышленного назначения, работающих при обычном давлении в магистрали предприятий, равном Р0 0,5-0,6 МПа (5-6 атм), скорость движения воздуха (газа) на выходе из сопла, независимо от формы выхода сопла, равна звуковой (критической), то есть занимает промежуточное значение между скоростями струй, истекающих из сопел с расширяющимся и сужающимся выходом.

Вследствие этого при использовании сопел с сужающимся выходом в промышленных УИПВ происходит значительное падение величины динамического воздействия воздушной струи на выделяемый из общего потока материала из-за больших потерь давления внутри сопла. При использовании же сопел с расширяющимся выходом значительно увеличиваются диах|

Os 00 00 СЛ

(Л

метральные размеры воздушной струи, ограничивающие производительность сепаратора (при покусковом обогащении) или снижение его эффективности (при поточной подаче материала) из-за засорения концентрата породой,

Другим недостатком сопел с расширяющимся или сужающимся выходом является наличие сильного вихреобразования на границах воздушной струи, особенно в месте выхода ее из сопла, что также снижает эффективность динамического воздействия струи на обрабатываемый материал.

Цель изобретения - повышение эффективности динамического воздействия воздушной струи на обрабатываемый материал.

Это достигается тем, что сопло снабжено конфузорной конической насадкой с углом при вершине конуса, равным двойному углу расширения затопленной струи (24°- 30°), причем насадка обращена к соплу большим диаметром, а между наружной поверхностью сопла и внутренней поверхностью насадки имеется зазор. Меньший диаметр насадки выполнен с конической расточкой с углом при вершине конуса, равным двойному углу расширения затопленной струи (24°-30°), причем вершина этого конуса располагается в полюсе струи, истекающей из сопла.

При этом площадь поперечного сечения воздушного зазора между срезом сопла и насадкой, через который происходит подсасывание наружного воздуха, выбирается в зависимости от требуемого коэффициента эжекции.

В результате заявленное техническое решение характеризуется следующими новыми и существенными признаками, по сравнению с выбранными аналогом и прототипом. В частности, использование эффекта эжекции наружного воздуха для достижения поставленной цели отличается новизной, по сравнению с известным использованием эффекта эжекции в так называемых эжекторах. В данном случае новизна заключается в том, что. в отличие от обычного эжектора, насадка имеет коническую, а не цилиндрическую форму, причем с заранее определенным углом наклона образующей конуса к оси сопла, равным углу бокового расширения затопленной струи (12°-15°).

Кроме того, в обычном эжекторе насадка выполняет роль практически воздухосборника, будучи на всем своем протяжении всегда больше наружного диаметра сопла, в отличие от конической насадки в заявленном техническом решении,

которая не только осуществляет подсос наружного воздуха, но и направляет его под определенным углом к основной струе, причем малый внутренний диаметр насадки может быть равным наружному диаметру сопла,

Вдобавок обычные эжекторы не эффективны при звуковых и дозвуковых скоростях воздушных струй, которые имеют место в

0 промышленных УИПВ, и в них не ставится задача поджатия основной струи с целью , предотвращения ее размыва и потери эффективности динамического воздействия ее на отделяемый (обрабатываемый) материал.

5 На чертеже схематично в общем виде показано предлагаемое устройство.

Устройство состоит из корпуса 1 с входным патрубком 2 и соплом 3. Входной патрубок 2 перекрывается шайбой 4 и

0 мембраной 5, расположенной между корпусом 1 и втулкой 6 электромагнита (не показан), шток 7 которого снабжен золотником 8, перекрывающим центральный канал 9. Во втулке 6 имеются дренажные отверстия 10,

5 связанные с атмосферой. На срезе сопла 3 укреплена конфузорная коническая насадка 11, между которой и наружной поверхностью сопла с помощью ребер 12 образован воздушный зазор. Насадка обращена к со0 плу большим диаметром (причем угол конуса при вершине насадки принят равным двойному углу расширения затопленной струи (24°-30°). Меньший диаметр насадка имеет расточку под углом, равным двойному

5 углу расширения затопленной струи (24°- 30°).

Устройство работает следующим образом.

При срабатывании электромагнита опу0 скается шток 7. и золотник 8 перекрывает центральный канал 9. Сжатый воздух, поступающий в корпус 1 через входной патрубок 2, отжимает шайбу 4 и мембрану 5 к втулке 6 и выходит через сопло 3 наружу а виде

5 струи (движение воздуха показано стрелками). При этом воздух из надмембранной полости выходит в атмосферу через дренажные отверстия 10. Струя сжатого воздуха, выходящая из сопла 3 с большой

0 (звуковой) скоростью, обладает подсасывающим (эжектирующим) эффектом при ее движении внутри сопла. Благодаря этому атмосферный воздух засасывается через воздушный зазор между насадкой 12 и со5 плом 3, аналогично эжекторам.

Так как коническая насадка ориентирована большим диаметром к соплу, то воздух, всасываемый из атмосферы и проходящий через зазор между внутренней поверхностью насадки и наружной поверхностью сопла, оказывает следующее воздействие на основную воздушную струю: 1) подавляет образование в ней вихрей; 2) увеличивает ее импульс за счет добавления своей массы; 3) способствует ее стабилизации и длительному сохранению импульса (струя менее размывается в радиальном направлении).

Принятие угла раствора конуса при вершине конической насадки равным двойному углу расширения затопленной струи (24°- 30°) обеспечивает оптимальное воздействие эжектируемого воздуха на основную струю, вытекающую из сопла: при меньшем угле раствора трудно предотвратить размывание струи; при большем угле раствора происходит торможение основной струи.

Расточка меньшего диаметра конической насадки под углом, равным двойному углу расширения затопленной струи (24°- 30й), обеспечивает минимум потерь при движении суммарной воздушной струи.

Технико-экономические преимущества предложенного технического решения за&..30°

0

5

0

ключается в повышении дальнобойности и эффективности воздействия воздушной струи на обрабатываемый материал. Применительно к сепараторам минерального сырья это позволяет снизить исходное давление сжатого воздуха при сохранении параметров сепарации.

Формула изобретения

Устройство импульсной подачи воздуха, содержащее корпус с размещенным в нем запорным органом, входным патрубком и каналом сообщения со входным патрубком и запорным органом, отличающееся тем, что, с целью повышения эффективности оно снабжено соплом и конфузорной конической насадкой с углом 24-30° при вершине конуса, размещенной соосно с соплом с зазором относительно сопла, а выходная торцовая поверхность сопла выполнена конической диффузорной с углом при вершине конуса 24-30°.

7 8