Устройство подготовки высокоскоростной струи жидкости

Изобретение относится к области гидродинамики напорных магистралей и струй и может быть использовано в различных областях промышленности. Устройство подготовки высокоскоростной струи жидкости содержит насос, емкость с жидкостью, ствол с рукояткой управления и гибкие шланги. Отличием от подобных устройств является то, что ствол содержит золотник с проточками, позволяющий производить перепуск рабочей струи жидкости обратно на вход насоса. Предусматриваются мероприятия, позволяющие снизить потери и минимизировать усилия, прилагаемые к рукоятке управления золотником, а именно: проточки в золотнике выполнены под углом 60° друг к другу, применены втулки, крепящие золотник, имеющие наружные и внутренние уплотнения, имеющие посадки, позволяющие золотнику беспрепятственно поворачиваться относительно своей оси, причем вращение происходит по оси с уплотнением, диаметр которой значительно меньший, чем диаметр золотника. Техническим результатом изобретения является простота конструкции, обладающей относительно высокими техническими характеристиками и достаточной безопасностью. 3 з.п. ф-лы, 3 ил.

 

Изобретение относится к области гидродинамики напорных магистралей и струй и может быть использовано в различных областях промышленности (химическая, коммунальное хозяйство, строительство, пожаротушение и т.п.), особенно в случаях применения напорных струй для чистки и мойки различных объектов.

Известны различные устройства в данной области техники: пистолет-распылитель (патент SU 1528332 A3, В 05 В 9/00, 7/02 от 28.02.90 г; пожарный ствол (А.С. SU 1584960 A1, A 62 С 31/02); приспособление для образования водного веера пожарного ствола (А.С. 631166, A 62 С 31/02 от 10.11.78 г.; патент ФРГ №2804844; кл. В 05 В 9/00 от 1980 г.); установка KARCHER HDS 2000 SURER (проспект фирмы "чистая компания" тел/факс [phone], Web: www/chisto/ru).

Последнее техническое решение является наиболее близким к предлагаемому устройству.

Данное устройство содержит плунжерный насос, вращаемый двигателем внутреннего сгорания (13 кВт), шланги высокого давления, сервопресс, обеспечивающий плавную регулировку количества воды и давления, и пистолет, имеющий органы управления сервопрессом.

Недостатками этого устройства являются высокая стоимость, обусловленная сложностью конструкции, большим количеством составных частей и использованием технологий, экономически выгодных только при изготовлении крупных серий устройств. Кроме того, данное устройство отстает по техническим характеристикам от предлагаемого устройства, особенно в случае применения в составе предлагаемого устройства шнекоцентробежного насоса (патент RU 2202051 С2, 7 F 04 1/04, 7/00). К примеру, задачу поддержания заданного напора при изменении в широких пределах расхода жидкости устройство-прототип решить не может.

Выполнению поставленных задач способствует то, что устройство для подготовки высокоскоростной струи жидкости содержит насос, емкость с жидкостью, ствол с рукояткой управления золотника и гибкие напорные шланги, причем в исходном положении магистраль шланга высокого давления в направлении к выходу перекрыта золотником и соединена со входом в насос, а в рабочем состоянии золотник соединяет напорную магистраль с выходной частью ствола, при этом он перекрывает перепуск жидкости на вход в насос.

Для выполнения задачи обеспечения перепуска жидкости и во избежание значительных потерь энергии золотник выполнен с проточками-водоводами, расположенными под углом 60° друг к другу.

Золотник относительно герметично установлен в стволе с возможностью вращения вокруг своей оси, перпендикулярной оси ствола, за счет точной посадки, при этом ось золотника закреплена втулками, имеющими наружные и внутренние уплотнения, а посадки корпус ствола - втулка и втулка - золотник выполнены более свободными, чем посадка корпус ствола - золотник настолько, чтобы обеспечить беспрепятственное вращение золотника.

Задача предотвращения заклинивания золотника при вращении его относительно своей оси из-за возникновения значительной силы трения, обусловленной раздавливанием уплотнения при воздействии высокого внутреннего давления внутри ствола, решается тем, что диаметр уплотнения между осью золотника и втулками значительно меньше диаметра золотника по месту его контакта с корпусом ствола.

На фиг.1 изображен ствол устройства (продольный разрез) в исходном положении, на выноске А - рабочее положение золотника, на фиг.2 изображен разрез ствола в горизонтальной плоскости, на фиг.3 изображена принципиальная схема устройства.

Устройство подготовки высокоскоростной струи жидкости содержит насос 7, емкость с жидкостью 8, ствол 6, напорную магистраль 10, закольцовывающую магистраль 9 и манометр 10, показывающий величину давления в напорной магистрали.

Ствол состоит из корпуса 1, золотника 2, имеющего проточки-водоводы, расположенные под углом 60° друг к другу (см. фиг.1). Золотник закреплен во втулках 4, имеющих наружные и внутренние уплотнения и рукоятки 5, позволяющие управлять угловым положением золотника.

Предлагаемое устройство работает следующим образом.

При включении насоса, поз. 7, жидкость из емкости 8 поступает в напорную магистраль 10, откуда поступает в полость ствола 6. При этом золотник 2 находится в таком положении, что жидкость, проходя через его проточки, попадает через закольцовывающую магистраль 9 обратно на вход насоса 7.

При повороте рукоятки 5, переведя золотник 2 в положение, показанное на виде А (фиг.1), жидкость, попадающая в ствол 6 из напорной магистрали 10, проходя через проточку золотника, вылетает наружу в виде струи, сформированной каким-либо сменным соплом или насадком, применяемым согласно поставленной задаче.

Золотник 2 установлен в корпусе 1 с незначительными зазорами, а, следовательно, переток в перекрытые золотником отверстия незначителен. При поворотах золотника его ось, имеющая биения из-за неточности изготовления, вращается свободно, т.к. посадки между деталями 1,4 и 4,2 достаточно велики.

При подаче жидкости, имеющей высокое давление (около 200 Атм), в полость корпуса 1 уплотнения, находящиеся на втулках 4, раздавливаются, возникает сила трения, препятствующая вращению золотника 2, однако из-за малого диаметра уплотнения между деталями 4 и 2 она оказывается незначительной.

При повороте рукоятки 5 в промежуточных положениях можно получить струю жидкости с различным расходом.

В целях безопасности производимых работ имеется возможность контролировать уровень давления в напорной магистрали с помощью манометра 11 до начала работы при задействованном насосе 7.

В целом по данному техническому решению может быть выполнена простая конструкция с относительно высокими техническими характеристиками и обладающая достаточной безопасностью.

1. Устройство подготовки высокоскоростной струи жидкости, содержащее насос, емкость с жидкостью, ствол с рукояткой управления золотника и гибкие напорные шланги, отличающееся тем, что в исходном положении магистраль шланга высокого давления в направлении к выходу перекрыта золотником и соединена со входом в насос, а в рабочем состоянии золотник соединяет напорную магистраль с выходной частью ствола, при этом он перекрывает перепуск жидкости на вход в насос.

2. Устройство по п.1, отличающееся тем, что золотник выполнен с проточками-водоводами, расположенными под углом 60° друг к другу.

3. Устройство по п.1, отличающееся тем, что золотник герметично установлен в стволе с возможностью вращения вокруг своей оси, перпендикулярной оси ствола, при этом ось закреплена втулками, имеющими наружные и внутренние уплотнения, а посадки корпус ствола - втулка и втулка-золотник выполнены более свободными, чем посадка корпус ствола - золотник настолько, чтобы обеспечить беспрепятственное вращение золотника.

4. Устройство по п.1, отличающееся тем, что диаметр уплотнения между осью золотника и втулками значительно меньше диаметра золотника по месту его контакта с корпусом ствола.