ПНЕВМАТИЧЕСКОЕ СОПЛО КУЗНЕЧНО-ПРЕССОВЫХ МАШИН

Полезная модель относится к кузнечно-прессовому машиностроению и может быть использована для уменьшения шума выпуска энергоносителя из пневмосистем кузнечно-прессовых машин.
Известно пневматическое сопло, выполненное в виде глушителя шума для сдува деталей в пневмомеханизмах кузнечно-прессового оборудования, содержащее расширительную камеру, облицованную звукопоглощающим материалом, при этом площадь выходного канала в два раза больше площади входного (Панфилов А.Е., Ходырева Безопасность и экологичность при обработке металлов давлением // Приложение к журналу «Безопасность жизнедеятельности». - 2005. - №1. - с.26.).
Недостатком данной конструкции является низкая эффективность работы устройства сдува из-за потери мощности струи в корпусе глушителя, что вызывает сбои в работе сдува деталей. При этом, требуется увеличение давления энергоносителя и, соответственно, повышается расход сжатого воздуха, что повышает эксплуатационные затраты. Соответственно снижается эффективность шумоглушения.
Известно также пневматическое сопло для устройств сдува в кузнечно-прессовых машинах, выполненное в виде насадка, содержащего основной канал, наружную гильзу и изогнутые трубки, связанные с основным каналом отверстиями (Борьба с вибрацией и шумом в кузнечном производстве / Г.В.Дуганов и др. - Киев: Техника, 1984. - 101 с.).
Недостатком известной конструкции является низкая технологичность изготовления и недостаточная эффективность работы. Снижение шума в данной конструкции сопла происходит за счет снижения турбулентности основного газового потока при воздействии на него струек из изогнутых трубок, создающих соосный поток с основным каналом. При этом соосный поток ограничивает турбулентность основного потока, снижает его скорость и соответственно, шум. Эффективность шумоглушения данной конструкции недостаточна. Известное пневматическое сопло имеет следующие дополнительные недостатки: при большом расходе энергоносителя через данную конструкцию сопла повышается гидравлическое сопротивление акустического тракта, увеличивается противодавление в изогнутых трубках, турбулентность основного потока превышает турбулентность потока из изогнутых трубок при этом повышается аэродинамический шум и снижается эффект снижения шума. При малом расходе энергоносителя в основном потоке уменьшается эффективность воздействия струек изогнутых трубок и снижается интенсивность сдува деталей или окалины, энергии струи недостаточно для эффективной работы устройства, соответственно, требуется повысить расход энергоносителя, что приводит к повышению шума.
Задачей полезной модели является повышение эффективности шумоглушения пневматического сопла при различном расходе энергоносителя.
Пневматическое сопло общую струю сжатого воздуха разбивает на мелкие струйки, которые на выходе из устройства не взаимодействуют друг с другом, при этом турбулентность каждой струйки не влияет на соседнюю, соответственно, за счет этого снижается скорость истечения струек на выходе из сопла и снижается шум.
вых
вх
вых
вых
Поставленная задача достигается тем, что пневматическое сопло для кузнечно-прессовых машин, выполнено в виде насадка, состоящего из корпуса в виде расширительной камеры, с входным и выходным каналами, при этом, размер входного канала равен размеру отверстия выпуска сжатого воздуха из пневмомеханизма, а выходной канал выполнен в виде концентрично расположенных на торцевой поверхности расширительной камеры ряда отверстий размещенных на равных расстояниях друг от друга. Количество входных отверстий к числу выходных отверстий составляет 1:16, а размеры диаметров выпускных отверстий составляет d=0,1d; расстояние между центрами выпускных отверстий составляет не менее 3d. Длины отверстий выпускного канала составляют не менее 5d, а соотношение диаметра отверстия входного канала к диаметру камеры расширения составляет 1:2.
Сущность полезной модели поясняется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен общий вид пневматического сопла, а на фиг.2 - вид сбоку.
Пневматическое сопло для пневмомеханизмов кузнечно-прессовых машин содержит расширительную камеру 1, входной канал 2 и выходной канал 3. На торцевой поверхности выходного канала размещены концентрично расположенные отверстия 4. Размер отверстия входного канала 2 соответствует размеру выпускного отверстия пневмомеханизма 5.
Предлагаемое устройство работает следующим образом. При выпуске сжатого воздуха из пневмомеханизма 5 кузнечно-прессовой машины, энергоноситель через выпускное отверстие попадает во впускной канал 2 пневматического сопла. Далее энергоноситель попадает в расширительную камеру 1. При этом происходит резкое расширение газовой струи. Далее при соприкосновении со стенкой выпускного канала происходит дробление газового потока. Центральная часть потока углубляется в полость выходного канала, а периферийная часть разделяется на мелкие струйки, которые формируются отверстиями 4 выпускного канала 3. Наличие полости позволяет исключить уменьшение энергии периферийных струек за счет отражения центральной части потока при ударе о стенку. Так как, отверстия струек параллельны, то при этом создаются соосные газовые струи, которые создают потоки направленные параллельно друг другу. Эти потоки, двигаясь параллельно на определенном расстоянии, не взаимодействуют между собой, при этом уменьшается общая турбулентность потока и скорость движения результирующего потока на выходе. В конечном итоге существенно снижается общая скорость истечения газовых струек из пневматического сопла и соответственно аэродинамический шум. Величина снижения шума составляет 15-20 дБА по сравнению со свободной струей. Выполнение полости в выходном канале исключает влияние отраженной от стенки волны до пересечения потоком выпускных отверстий, что способствует сохранению мощности струи сдува детали. Указанная конструкция подтвердила свою работоспособность в течение длительных испытаний, при этом отсутствуют сбои в пневмосистеме по причине изменения гидравлического сопротивления сопла, наблюдается эффективная работа устройства сдува деталей и стабильность снижения шума не изменяется. Кроме того, данная конструкция пневматического сопла не требует обслуживания в течение всего срока эксплуатации, обеспечивая продолжительное эффективное функционирование.