Устройство импульсной подачи воздуха

 

Изобретение относится к импульсной технике. Устройство импульсной подачи газа имеет сопло, в боковых стенках которого выполнены сквозные отверстия, оси которых размещены к оси сопла под углом 12°- 15°. Такое расположение осей отверстий обеспечивает параллельность оси сопла и внешней границы каждой струи, вытекающей из отверстий, и внешние границы результирующей струи будут параллельны оси сопла, при этом основная струя не будет расширяться, как в обычном эжекторе. 1 ил.

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСКИХ

РЕСПУбЛИК (51)5 F 16 К 31/02

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЗОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

1 (21) 4750323/28 (22) 10.07.89 (46) 15.10.92. Бюл. М 38 (71) Ленинградское научно-производственное объединение "Буревестник" (72) Д.В.Гроховский (56) Авторское свидетельство СССР

N. 331213, кл. F 16 К 31/02, 1970, (54) УСТРОЙСТВО ИМПУЛ ЬСНОЙ ПОДАЧИ

ВОЗДУХА

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

Известно устройство импульсной подачи воздуха (УИПВ), представляющее собой электромагнитынй клапан с расположенным в корпусе запорным органом, который имеет центральный канал, сообщаемый с выходом рабочей среды и перекрываемый штоком, причем шток связан с управляющим электромагнитом, Данное УИПВ имеет сопло с расширяющимися выходом для уменьшения времени истечения воздуха из

УИПВ. Однако этому устройству свойственны следующие недостатки.

Известные сопла представляют собой цилиндрические каналы с расширяющимся или сужающимся выходом, При этом сопло с сужающимся выходом используется лишь для дозвуковых скоростей движения воздух (газа), а сопло с расширяющимся выходом,, ЯХ, 1768856 А1 (57) Изобретение относится к импульсной технике. Устройство импульсной подачи газа имеет сопло. в боковых стенках которого выполнены сквозные отверстия, оси которых размещены к оси сопла под углом 12 15 . Такое расположение осей отверстий обеспечивает параллельность оси сопла и внешней границы каждой струи, вытекающей из отверстий, и внешние границы результирующей струи будут параллельны оси сопла, при этом основная струя не будет расширяться, как в обычном эжекторе. 1 ил. (сопло Лаваля) — для сверхзвуковых скоростей.

В УИПВ промышленного назначения, работающих при обычном давлении в магистрали предприятий, равном Po = 0,5-0,6

Mfla (5 — 6 атм) скорость движения воздуха 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 или сужающимся выходом.

Вследствие этого при использовании сопла с сужающимся выходом в промышленных УИПВ происходит значительное падение величины динамического воздействия воздушной струи на выделяемый (обрабатываемый) материал из-эа больших потерь давления воздуха внутри сопла.

При использовании же сопла с расширяющимся выходом, как принято значительно увеличиваются диаметральные размеры воздушной струи, ограничивающие производительность сепаратора (при покусковом обогащении) или снижающие его эффективность (при поточной подаче материала) изза засорения концентрата породой.

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

Целью изобретения является повышение эффективности динамического воздействия воздушной струи нэ отделяемый (обрабатываемый} материал.

Это достигается тем, что цилиндрическое сопла УИПВ снабжается рядом сквозных отверстий в стенке соила с расположением осей этих отверстий в непосредственной близости к срезу сопла па конической поверхности, угол наклона образующей которой к оси сопла, равен углу бокового расширения (12 -15 ) затопленной струи, а вершина этого угла находится вне сопла.

При атом площадь поперечного сечения отверстий, через которые происходит падсасывание наружного воздуха, выбирается в зависимости от требуемого коэффициента эжекции.

В результате заявленное техническое решение характеризуется следующими новыми и существенными признаками, па сравнению с выбранными аналогами и прототипом, В частности, использование эффекта эжекции наружного воздуха для достижения поставленной цели отличается новизной, по сравнению с известным использованием эффекта эжекции в тэк называемых эжекторах, В данном случае новизна заключается в следующем.

Число отверстий в стенке сопла может быть произвольным, а не единственным, как в обычном эжектаре; кроме того. зти отверстия располагаются равномерно по окружности сопла, что вообще неосуществимо в эжекторе.

Расположение осей указанных отверстий по конической поверхности, у которой угол наклона образующей к оси сопла точно равен углу бокового расширения затопленной струи (12О-15 (4}), означает, что внешняя граница каждой струи, вытекающей из отверстия, и внешняя граница результирующей струи будут параллельны аси сопла, та есть основная струя не будет расширяться, как в обычном эжекторе. К тому же в эжекторе угол между осями отверстия для эжекции той или иной среды и трубопровода составляет 90 с целью обеспечения минимэльного пути зжектируемай среды да основного потока.

Располо>кение отверстий равномерно по окружности сопла в непосредственной близости к срезу сопла способствует радиальному асесимметричному поджатию струи за счет зжектируемаго нэружнага воздуха, в то время кэк в обычных эжекторэх

55 засасываемая среда не влияет на конфигурацию основного потока и ее эжекция осуществляется на значительном удалении от среза сопла, В заявленном гехническам решении расположение отверстий в стенке сопла должно быть выполненным в непасредственной близости к срезу сопла, тэк как только в этом случае возможна осуществление эжекции наружного воздуха; при расположении отверстий вдали ат среза сопла возможен обратный эффект, тэк кэк в этом случае давление в струе будет превышать атмосферное, и вместо падсасывэния нэружнага воздуха будет происходить истечение основного потока воздуха через отверстия наружу, помимо сопла.

Вдобавок обычные эжектары не эффективны при дозвуковых и звуковых скоростях воздушных струй, которые имеют места в промышленных УИПВ, и v них не стэвлтся задача поджатия основной с1руи с целью предотвращения ее "размыва" и потери эффективности динэмическага воздействия ее нэ отделяемый (обрабатываемый) мэтерлэл.

Нэ чертеже схематична в общем виде показано УИПВ со сквозными автерстиями в стенке сопла.

УСтрайства cocToNT из корпуса 1 c Bxo+ным патрубкам 2 и выходным соплом 3.

Входной пэтрубок перекрывается шайбой 4 и мембраной 5, расположенной между корпусам 1 и втулкой 6 электромагнита (не показан), шток 7 которого снабжен золотникам 8, перекрывающим центральный канал 9, В стенке сопла 3 в непосредственной близости к ега срезу выполнены сквозные отверстия 10, аси катарых наклонены к оси сопла пад углом 12 -15 . Ва втулке 6 имеются дренажные отверстия 11, связанные с атмосферой.

Устройства работает следующим образом.

При срабатывании электромагнита опускается 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 сопла 3 наружу в виде струи (движение воздуха показано стрелками). При этом воздух из нэдмембранной полости выходит в атмосферу через

1768856 дренажные отверстия 11. Струя сжатого воздуха, выходящая иэ сопла 3 с большой (звуковой) скоростью, обладает подсасывающим (эжектирующим) действием при ее движении внутри сопла. благодаря этому атмосферный воздух засасывается через отверстия 10.

Так как отверстия 10 расположены в непосредственной близости к срезу сопла 3 и под углом 12 -15 к его оси, то есть под углом, равным углу бокового расширения воздушной струи, ы текающей из отверстия, то всасываемь и через отверстия 10 наружный воздух оказывается следу1ощее воздействие: 1) псдавляет обра".îâàèèe вихрей в основной струе; 2) увеличивает импульс оcíîâíoé струи за счет своей массы;

3) способствует стабилизации основной струи (длительному сохранению ее импульcB), так как струя менее "размывается" B р а ди а л. ь t cl м н а и р а 9 л е н и и н а с в о О м н я ч а л ь— нам и переходном участке. был выполнен макет УИПВ с отверстиями встенке сопла,,который испытывался на стенде лаборатории Ленинградского кораблестроительного института, Измерительная аппаратура стенда позволялаточно определять паден е исходноro давления сжатого воздуха на различных участках пневмолинии до среза сопла включительно.

Было подтверждено наличие снижения давления воэр",ха в стационарной и импульсной струе. на срезе сопла, приводящее к подсасыванию воздуха через отверстия в стенке сопла. Измерение скоростей струи в различных ее точках по длине и поперечно5 му сечению с помощью лазерной доплеровской анемометрии показали действительное поджатие струи и существенное снижение вихреобразования, Технико-зкономические преимущества

10 заявленного технического решения заключаются в повышении дальнобойности и эффективности динамического воздействия воздушной струи на отделяемый (обрабатываемый) материал, Применительно к сепа15 раторам минерального сырья это позволяет снизить исходное давление и расход сжатого воздуха при сохранении параметров сепарации

20 Формула изобретения

Устройство импульсной подачи газа, содержащее корпус с размещенным в нем запорным органом, выполненным в нем входным патрубком и выходным соплом, пе25 рекрываемым запорным органом, о т л и ч аю щ е е с я тем, что, с целью повышения эффективности, в боковых стенках сопла у выходного его торца выполнены сквозные отверстия, оси которых размещены в одной

30 конической конфуэорной поверхности и образуют с осью сопла угол 12 — 15 с вершиной вне сопла.