способ создания в кольцевой газовой струе встречного потока

Формула изобретения

Способ создания в кольцевой газовой струе встречного потока, включающий воздействие кольцевой струей на обрабатываемую поверхность, направленной по нормали к ней дистанционно, отличающийся тем, что расстояние от обрабатываемой поверхности до начала струи устанавливают равным 2-10 толщинам струи у выхода из сопла.

Описание изобретения к патенту

Изобретение относится к области машиностроения и строительства и может быть использовано в машинах для уборки дорог и в устройствах для вентиляции рабочих мест.

Известен способ создания восходящего потока в кольцевой газовой струе воздействием кольцевой струей вдоль экрана (обрабатываемой поверхности) к центру кольца. Например, а.с. 98921, 610511, 638325, 1678307; A 47 L 5/14.

Однако известный способ имеет недостаток в том, что восходящий поток возникает только при условии, когда обрабатываемая поверхность ровная и гладкая, например поверхность пола.

Известен способ создания восходящего потока в кольцевой газовой струе путем отсоса газа из центра кольцевого насадка, установленного на обрабатываемую поверхность. Например, а.с. 824975, 1440486, 1517927; А 47 L 5/14.

Данный способ создания восходящего потока имеет недостаток в том, что он создается внутри кольцевого насадка отсосом, который должен соприкасаться с обрабатываемой поверхностью, а при отрыве насадка от поверхности кольцевая струя ослабевает, эффективность воздействия ее на обрабатываемую поверхность падает.

Известен способ создания восходящего потока в кольцевой газовой струе воздействием кольцевой струей дистанционно по нормали к обрабатываемой поверхности с одновременным отсосом газа изнутри ее.

Например, а.с. 1542544, A 47 L 9/08.

Этот способ является наиболее близким по существу технического решения.

Однако в этом способе восходящий поток создается отсосом газа из центра кольцевой струи вместе с пылью и мусором, для чего в уборочных устройствах вынуждены применять фильтры, которые усложняют их эксплуатацию.

Задачей изобретения является создание мощного восходящего (встречного) потока в кольцевой газовой струе без использования отсоса, когда рабочий орган расположен на значительном расстоянии от обрабатываемой поверхности.

Поставленная задача решается тем, что в способе создания в кольцевой газовой струе встречного потока, включающем воздействие кольцевой струей на обрабатываемую поверхность, направленной по нормали к ней, дистанционно, расстояние от обрабатываемой поверхности до начала струи устанавливают равным 2-10-и толщинам струи у выхода из сопла.

Приведенные отличительные признаки предлагаемого изобретения найдены опытным путем и обоснованы теоретически.

На чертеже представлена схема установки.

Установка содержит экран 1 (обрабатываемая поверхность), опорный элемент 2, рессивер 3, размещенный на рессивере патрубок подачи сжатого воздуха 4, кольцевое сопло 5.

Процесс создания встречного (восходящего) потока в кольцевой струе осуществляют следующим образом.

Ось кольцевого рессивера устанавливают по нормали к поверхности экрана 1 (обрабатываемой поверхности) на расстоянии Н, равном 2В; где Н расстояние от экрана до выхода струи из сопла; В - толщина струи у выхода из сопла (ширина щели сопла). Через патрубок 4 подают сжатый воздух в рессивер 3.

Сжатый воздух, выходя из рессивера 3 через сопло 5 в виде кольцевой струи, воздействует на экран 1, при этом по всему периметру струя разделяется на две части - внутреннюю и наружную. Внутренняя часть струи воздуха с боков полностью экранируется кольцевой струей, а снизу экраном. В результате весь внутренний объем воздуха устремляется вверх, создавая встречный поток в кольцевой струе.

Изменяя расстояние Н от 2В до 10В, устанавливают, что интенсивность встречного потока зависит от расстояния Н.

Слабый встречный поток возникает при расстоянии Н, равном 2В, при увеличении расстояния интенсивность потока увеличивается, достигает максимальной величины при расстоянии Н, равном 4В-6В, при дальнейшем увеличении расстояния Н интенсивность потока снижается и при Н равном более 10В поток прекращается. Эффект возникновения встречного потока в кольцевой струе при взаимодействии с экраном (обрабатываемой поверхностью) объясняется наличием в газовой струе потенциального ядра 6, длина которого равна, примерно, длине начального участка плоской струи, образующей кольцевую струю. Давление внутри потенциального ядра струи равно давлению в струе у обреза сопла. Поэтому экранирующие свойства кольцевой струи максимальны на длине потенциального ядра, равной длине начального участка струи, соответствующего расстоянию Н, равному 4В-6В. Длина начального участка зависит только от ширины сопла и не зависит от давления в рессивере.

Описанный способ испытан на лабораторной установке, изготовленной по чертежу.

Наружный диаметр сопла установки составлял 45 мм, ширина щели сопла 3 мм, расстояние от среза сопла до экрана регулируется от 3 до 40 мм. В качестве нагнетателя воздуха использовался пылесос "Чайка" мощностью 400 Вт. Давление потока газа измерялось трубкой ПИТО.

Устройство позволило создать эффективный встречный поток в кольцевой струе без принудительного отсоса воздуха из середины струи.

При испытаниях выявлено, что при расстоянии от начала струи менее 3 и более 40 мм встречный поток в кольцевой струе отсутствует или очень слабый. При расстояниях более 6 мм поток усиливается, достигает максимальной величины при расстоянии Н, равном 4В-6В, а при дальнейшем увеличении расстояния поток уменьшается.

При наклоне оси кольцевой струи, а так же при расширении или сужении струи до 10 градусов эффективность потока не уменьшается.

Использование предложенного способа в промышленности позволит создать принципиально новые, более эффективные типы машин для уборки улиц и железнодорожных путей от различного мусора, производственных цехов от стружки, для разгрузки и погрузки сыпучих материалов, устройства для вентиляции рабочих мест с вредными выделениями и др.