RU2158197C1 - Method for mechanical treatment, mainly stone facing, of buildings and device for production of hot gaseous working medium in the form of supersonic stream used in the method - Google Patents

Method for mechanical treatment, mainly stone facing, of buildings and device for production of hot gaseous working medium in the form of supersonic stream used in the method Download PDF

Info

Publication number
RU2158197C1
RU2158197C1 RU2000110523/03A RU2000110523A RU2158197C1 RU 2158197 C1 RU2158197 C1 RU 2158197C1 RU 2000110523/03 A RU2000110523/03 A RU 2000110523/03A RU 2000110523 A RU2000110523 A RU 2000110523A RU 2158197 C1 RU2158197 C1 RU 2158197C1
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
suspension
working medium
nozzle
solid particles
air
Prior art date
Application number
RU2000110523/03A
Other languages
Russian (ru)
Inventor
П.А. Данилов
Д.В. Еремин
М.Б. Писакин
Original Assignee
Данилов Петр Алексеевич
Еремин Дмитрий Викторович
Писакин Михаил Борисович
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Данилов Петр Алексеевич, Еремин Дмитрий Викторович, Писакин Михаил Борисович filed Critical Данилов Петр Алексеевич
Priority to RU2000110523/03A priority Critical patent/RU2158197C1/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2158197C1 publication Critical patent/RU2158197C1/en
Priority to PCT/RU2001/000013 priority patent/WO2001081044A1/en

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24C—ABRASIVE OR RELATED BLASTING WITH PARTICULATE MATERIAL
    • B24C5/00—Devices or accessories for generating abrasive blasts

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Nitrogen And Oxygen Or Sulfur-Condensed Heterocyclic Ring Systems (AREA)
  • Nozzles (AREA)

Abstract

FIELD: treatment and cleaning of facing surfaces of buildings, structures and various objects in construction and other fields of national economy. SUBSTANCE: the method consists in the fact that at a continuous feed of compressed air to the transportation flow solid particles of the working medium continuously form a suspension. The suspension is fed to the working member in the form of a nozzle in which it is influenced by an auxiliary flow of hot gaseous working medium in the form of a supersonic stream. The hot gaseous working medium, simultaneously with transfer of kinetic energy to suspended solid articles of the working medium, warms up and expands air in the suspension. Due to the excess of temperature of gaseous working medium relative to the suspension, the rate of flow and speed in the nozzle increases by hundreds of times and initiate the supersonic speed of outflow acting on the building stone facing. The device for production of hot gaseous working medium in the form of a supersonic stream has a body accommodating a combustion chamber, prechamber and concentrically positioned main and auxiliary air flow swirlers, injector and homogenizer of fuel-air mixture. The body is positioned in a housing enveloping it with formation of a cooling cavity. Installed on the outlet end of the body is a replaceable nozzle formed by a contraction and diffuser. The housing cooling cavity is connected through the swirler to the compressed air source and communicates with the combustion chamber. Ignition of liquid fuel is provided by an electric spark discharge initiated by the glow plug electrodes. EFFECT: enhanced rate of surface treatment and simultaneous reduction of consumption of working medium and provision of adjustment within a wide range of the rate of surface treatment and consumption of working medium. 4 cl, 3 dwg

Description

Изобретение может быть использовано для обработки и очистки поверхностей облицовок зданий, сооружений и различных объектов в строительстве и других областях народного хозяйства. The invention can be used for processing and cleaning surfaces of facings of buildings, structures and various objects in construction and other areas of the national economy.

Известен (авт. св. СССР N477831, кл. В 24 С 5/04, 1975 г.) способ динамической обработки поверхности, включающий первоначальное расширение сжатого воздуха, разгон его до сверхзвуковой скорости и непрерывную подачу в сверхзвуковой поток воздуха под давлением твердых частиц рабочего вещества с образованием их взвеси в воздухе, ее ускорение и воздействие ею на обрабатываемую поверхность. There is a known (ed. St. USSR N477831, class B 24 C 5/04, 1975) method for dynamically treating a surface, including the initial expansion of compressed air, accelerating it to supersonic speed and continuously supplying supersonic air flow under pressure of solid working particles substances with the formation of their suspension in the air, its acceleration and its impact on the treated surface.

Недостатком известного способа является низкая кинетическая энергия твердых частиц рабочего вещества, что снижает производительность труда и качество обработки поверхности и обуславливает быстрый износ используемых узлов применяемого оборудования. The disadvantage of this method is the low kinetic energy of the solid particles of the working substance, which reduces labor productivity and surface treatment quality and leads to rapid wear of the used components of the equipment used.

Наиболее близкими по своей технической сущности к предложенному способу механической обработки, преимущественно, каменной облицовки зданий является известный (патент Российской Федерации N 2137593, кл. В 24 С 1/00) способ механической обработки поверхности, включающий непрерывную подачу под давлением твердых частиц рабочего вещества в транспортирующий поток сжатого воздуха с образованием взвеси, подачу ее в рабочий орган, разгон ее в нем воздействием вспомогательного потока газообразного рабочего тела, скорость истечения и давление которого превышают скорость истечения и давление разгоняемой им взвеси, и динамическое силовое воздействие твердыми частицами рабочего вещества на обрабатываемую поверхность. Closest in their technical essence to the proposed method of machining, mainly, stone cladding of buildings is the well-known (patent of the Russian Federation N 2137593, CL 24 C 1/00) method of machining the surface, including the continuous supply of solid particles of a working substance under pressure transporting a stream of compressed air with the formation of a suspension, its supply to the working body, its acceleration in it by the action of an auxiliary flow of a gaseous working fluid, the flow rate and pressure of which exceeds the exhaust velocity and pressure of the slurry being accelerated to them, and the dynamic force effect the solid particles of the working substance to the treated surface.

Наиболее близким по своей технической сущности к предложенному устройству для получения горячего газообразного рабочего тела в виде сверхзвуковой струи является известное (авт. св. СССР N309205, кл. F 23 D 11/10, 1967 г. ) устройство для сжигания жидкого топлива, содержащее корпус в виде замкнутой цилиндрической обечайки, внутри которой размещена камера сгорания с форкамерой, концентрично расположенные завихрители потока воздуха и форсунка, подключенные соответственно к источнику сжатого воздуха и топливопроводу, и гомогенизатор топливо-воздушной смеси. Closest in its technical essence to the proposed device for producing a hot gaseous working fluid in the form of a supersonic jet is the well-known (ed. St. USSR N309205, class F 23 D 11/10, 1967) device for burning liquid fuel containing a housing in the form of a closed cylindrical shell, inside which there is a combustion chamber with a prechamber, concentrically arranged air flow swirls and a nozzle connected respectively to a source of compressed air and a fuel line, and a fuel-air homogenizer mixture.

Недостатками известного способа механической обработки, преимущественно, каменной облицовки зданий являются большой расход рабочего вещества и недостаточная скорость обработки поверхности, что особенно важно при большой величине обрабатываемой поверхности. The disadvantages of the known method of machining, mainly, stone cladding of buildings are the high consumption of the working substance and the insufficient speed of surface treatment, which is especially important with a large amount of the processed surface.

Задачей изобретения является повышение скорости обработки поверхности при одновременном снижении расхода рабочего вещества, а также обеспечение возможности регулировать в широких пределах скорость обработки поверхности и расход рабочего вещества. The objective of the invention is to increase the speed of surface treatment while reducing the flow rate of the working substance, as well as providing the ability to widely control the speed of surface treatment and the flow rate of the working substance.

Поставленная задача решается тем, что в предложенном способе механической обработки, преимущественно, каменной облицовки зданий, включающем непрерывную подачу под давлением твердых частиц рабочего вещества в транспортирующий поток сжатого воздуха с образованием взвеси, подачу ее в рабочий орган, разгон ее в нем воздействием вспомогательного потока газообразного рабочего тела, имеющего скорость истечения и давление, превышающие скорость истечения и давление разгоняемой им взвеси, и динамическое силовое воздействие твердыми частицами рабочего вещества на обрабатываемую поверхность, размер твердых частиц рабочего вещества составляет 0,01 - 20,0 мм в поперечнике, причем в качестве вспомогательного потока газообразного рабочего тела используют сверхзвуковую струю горячих газов, которая одновременно с передачей кинетической энергии взвешенным твердым частицам рабочего вещества производит разогрев и расширение воздуха во взвеси за счет перемешивания ее со сверхзвуковой струей горячих отходящих газообразных продуктов сгорания, температура которых превышает температуру воздуха во взвеси на 350-900oC, при этом скорость и давление сверхзвуковой струи отходящих газообразных продуктов сгорания, взаимодействующих со взвесью твердых частиц рабочего вещества, превышают аналогичные параметры последней соответственно в 500-1100 и 75-125 раз, а в устройство для получения горячего газообразного рабочего тела в виде сверхзвуковой струи, содержащее корпус, внутри которого размещена камера сгорания с форкамерой, концентрично расположенные завихрители потока воздуха и форсунку, подключенные соответственно к источнику сжатого воздуха и топливопроводу, и гомогенизатор топливо-воздушной смеси, снабжено охватывающим корпус и образующим охлаждающую полость кожухом и установленным на выходном конце корпуса сменным соплом, в виде сопряженной криволинейной поверхностью конфузора и диффузора, причем диаметр dкр критического сечения сменного сопла меньше диаметра d поперечного сечения камеры сгорания в 1,2-2,5 раза, причем охлаждающая полость соединена через вспомогательный завихритель с источником сжатого воздуха и сообщается с камерой сгорания через образованные в корпусе радиальные отверстия, при этом диаметр d1 внутренней поверхности кожуха превышает диаметр d поверхности камеры сгорания в 1,2-1,7 раза, угол эакрытия β конфузора меньше угла раскрытия α диффузора сменного сопла в 1,2 - 3,5 раза, а радиус R кривизны поверхности сопряжения конфузора и диффузора равен 0,5 - 2,5 диаметра dкр критического сечения сменного сопла.The problem is solved in that in the proposed method of machining, mainly, stone cladding of buildings, including continuous supply under pressure of solid particles of the working substance into the transporting stream of compressed air with the formation of suspended matter, its supply to the working body, its acceleration in it by the influence of an auxiliary gaseous stream a working fluid having an outflow velocity and pressure exceeding the outflow velocity and pressure of the suspension dispersed by it, and the dynamic force action of solid particles working substance on the treated surface, the size of the solid particles of the working substance is 0.01 - 20.0 mm in diameter, and a supersonic jet of hot gases is used as an auxiliary flow of the gaseous working fluid, which simultaneously transfers kinetic energy to the suspended solid particles of the working substance and the expansion of air in suspension by mixing it with a supersonic jet of hot exhaust gaseous products of combustion, the temperature of which exceeds temperatures in the air in suspension by 350-900 o C, while the speed and pressure of a supersonic jet of exhaust gaseous products of combustion interacting with a suspension of solid particles of the working substance exceed the corresponding parameters of the latter, respectively, by 500-1100 and 75-125 times, and in the device for method of producing a hot gaseous working fluid in the form of a supersonic jet, comprising a housing inside which a combustion chamber with a pre-chamber is arranged, concentrically arranged air flow swirls and a nozzle connected respectively to a compression source air and a fuel line, and a homogenizer of the fuel-air mixture, is provided with a housing covering the housing and forming a cooling cavity and having a replaceable nozzle mounted on the outlet end of the housing, in the form of a conjugate curved surface of the confuser and diffuser, the diameter d cr of the critical section of the replaceable nozzle being less than the cross-section diameter d the cross section of the combustion chamber is 1.2-2.5 times, and the cooling cavity is connected through an auxiliary swirler to a source of compressed air and communicates with the combustion chamber through images there are radial holes in the casing, while the diameter d 1 of the inner surface of the casing exceeds the diameter d of the surface of the combustion chamber by 1.2-1.7 times, the angle of coverage β of the confuser is 1.2 - 3.5 times less than the opening angle α of the diffuser of the replacement nozzle and the radius R of curvature of the interface surface of the confuser and the diffuser is equal to 0.5 - 2.5 of the diameter d cr of the critical section of the replaceable nozzle.

Кроме того, в способе механической обработки, преимущественно, каменной облицовки зданий твердость частиц рабочего вещества может быть равна 5,5 - 12,5 HRC, а в качестве твердых частиц рабочего вещества может быть использован шлак цветной металлургии. In addition, in the method of machining, mainly, stone cladding of buildings, the hardness of the particles of the working substance can be 5.5 to 12.5 HRC, and non-ferrous metallurgical slag can be used as solid particles of the working substance.

При использовании совокупности существенных признаков, характеризующих заявленные способ и устройство, достигается технический результат, заключающийся в обеспечении ступенчатого разгона твердых частиц рабочего вещества, а в сопле-насадке технологической установки, осуществляющей предложенный способ, позволяет обеспечить резкое повышение давления за счет разогрева и расширения воздуха, в котором взвешены частицы рабочего вещества, смешивающегося со вспомогательным потоком рабочего тела в виде сверхзвуковой струи отходящих газообразных продуктов сгорания, получаемых при сжигании топлива, что обуславливает резкое повышение кинетической энергии твердых частиц рабочего вещества, выбрасываемых на обрабатываемую поверхность. When using a combination of essential features characterizing the claimed method and device, a technical result is achieved, which consists in providing stepwise dispersal of the solid particles of the working substance, and in the nozzle nozzle of the technological installation implementing the proposed method, it is possible to provide a sharp increase in pressure due to heating and expansion of air, in which particles of the working substance are mixed, miscible with the auxiliary flow of the working fluid in the form of a supersonic jet of exhaust gas various combustion products produced by burning fuel, which leads to a sharp increase in the kinetic energy of a working substance of solid particles emitted onto the surface.

Существо способа механической обработки, преимущественно, каменной облицовки зданий заключается в том, что непрерывно подавая в транспортирующем потоке сжатого воздуха взвешенные в нем твердые частицы рабочего вещества размером 0,01 - 20,0 мм в поперечнике в рабочий орган в виде сопла-насадка, разгоняют их в нем воздействием вспомогательного потока горячего газообразного рабочего тела в виде сверхзвуковой струи, которая одновременно с передачей кинетической энергии взвешенным твердым частицам рабочего вещества производит разогрев и расширение воздуха взвеси за счет превышения температуры газообразного рабочего тела относительно температуры транспортирующего потока на 350 - 900oC, при этом скорость и давление сверхзвуковой струи отходящих газообразных продуктов сгорания, взаимодействующих с транспортирующим взвесь твердых частиц рабочего вещества потоком сжатого воздуха, превышают аналогичные параметры последнего соответственно в 500-1100 и 75-125 раз.The essence of the method of machining, mainly, stone cladding of buildings is that continuously feeding in the conveying stream of compressed air suspended in it solid particles of the working substance with a size of 0.01 - 20.0 mm in diameter in the working body in the form of a nozzle nozzle, accelerate them in it by the influence of an auxiliary flow of a hot gaseous working fluid in the form of a supersonic jet, which simultaneously with the transfer of kinetic energy to suspended solid particles of the working substance produces heating and Irene air suspension due to the temperature rise of gaseous working fluid with respect to the conveying flow temperature of 350 - 900 o C, at a velocity and pressure of the supersonic jet exhaust combustion gases, interacting with the conveying slurry of solid particles of the working substance stream of compressed air exceeds that parameters of the last, respectively, 500-1100 and 75-125 times.

Техническая сущность изобретения иллюстрируется чертежами, где на фиг.1 схематично изображен рабочий орган в виде сопла - насадка технологической установки, используемой для осуществления способа механической обработки, преимущественно, каменной облицовки зданий; на фиг.2 - общий вид устройства для получения сверхзвуковой струи горячих газов в разрезе; на фиг.3 - в увеличенном масштабе показана передняя часть устройства для получения сверхзвуковой струи горячих газов с форсункой и завихрителями. The technical essence of the invention is illustrated by drawings, where Fig. 1 schematically depicts a working body in the form of a nozzle - a nozzle of a technological installation used to implement a method of machining, mainly, stone cladding of buildings; figure 2 is a General view of a device for producing a supersonic jet of hot gases in section; figure 3 - on an enlarged scale shows the front of the device for receiving a supersonic jet of hot gases with a nozzle and swirls.

Способ механической обработки, преимущественно, каменной облицовки зданий реализуется следующим образом. The method of machining, mainly, stone cladding of buildings is implemented as follows.

Пример 1. Перед началом работы установки (на чертежах условно не показана) в ее бункер засыпают твердые частицы рабочего вещества размером 3-5 мм в поперечнике и твердостью 8-9 HRC. Затем после включения источника сжатого воздуха для непрерывного образования в трубопроводе 1, соединенном с рабочим органом в виде сопла-насадка 2, взвеси в него одновременно подают из бункера под давлением вышеуказанные твердые частицы рабочего вещества и транспортирующий поток сжатого воздуха, имеющий давление, равное 6 бар, в количестве 8,5 м3/мин, которые взаимодействуют между собой. Полученная взвесь непрерывно поступает со скоростью 0,75 м/сек под давлением в пределах 1,75 МПа в рабочий орган в виде сопла-насадка 2. В полости сопла-насадка 2 поступившая в его рабочую полость 3 взвесь подвергается воздействию сверхзвуковой струи, образованной вспомогательным потоком горячего газообразного рабочего тела, который истекает из сменного сопла устройства для получения потока газообразного рабочего тела в виде сверхзвуковой струи горячих газов. Сверхзвуковая струя горячего газообразного рабочего тела одновременно с передачей кинетической энергии взвеси производит разогрев и расширение воздуха в ней за счет превышения температуры газообразного рабочего тела над температурой взвеси на 400oC. Задав такое соотношение температур взаимодействующих между собой взвеси и горячего газообразного рабочего тела и превышение скорости и давления последнего над скоростью и давлением взвеси, соответственно, в 700 и 90 раз, обеспечивают величину кинетической энергии твердых частиц рабочего вещества, выбрасываемых из сопла-насадка 2, необходимую для обработки каменной облицовки здания со скоростью 3,5 м2/мин и расходе твердых частиц рабочего вещества до 8 кг/м2 очищаемой поверхности каменной облицовки.Example 1. Before starting the operation of the installation (not shown conditionally in the drawings), solid particles of a working substance 3-5 mm in diameter and with a hardness of 8-9 HRC are poured into its hopper. Then, after turning on the source of compressed air for continuous formation in the pipeline 1, connected to the working body in the form of a nozzle-nozzle 2, suspensions into it are simultaneously fed from the hopper under pressure the above solid particles of the working substance and a transporting stream of compressed air having a pressure of 6 bar , in an amount of 8.5 m 3 / min, which interact with each other. The resulting suspension continuously flows at a speed of 0.75 m / s under a pressure of 1.75 MPa into the working body in the form of a nozzle-nozzle 2. In the cavity of the nozzle-nozzle 2, the suspension entering its working cavity 3 is exposed to a supersonic jet formed by an auxiliary a stream of hot gaseous working fluid, which flows out of a replaceable nozzle of the device for receiving a flow of a gaseous working fluid in the form of a supersonic jet of hot gases. A supersonic jet of a hot gaseous working fluid simultaneously with the transfer of kinetic energy of the suspension warms up and expands the air in it due to the temperature of the gaseous working fluid being higher than the temperature of the suspension by 400 o C. By setting such a ratio of the temperatures of the interacting suspensions and the hot gaseous working fluid and speeding and the pressure of the latter above the speed and pressure of the suspension, respectively, 700 and 90 times, provide the kinetic energy of the solid particles of the working fluid substances ejected from the nozzle-nozzle 2, necessary for processing the stone cladding of the building with a speed of 3.5 m 2 / min and the consumption of solid particles of the working substance up to 8 kg / m 2 of the cleaned surface of the stone cladding.

Пример 2. Перед началом работы установки (на чертежах условно не показана) в ее бункер засыпают твердые частицы шлака цветной металлургии размером 8-15 мм в поперечнике и твердостью 9-10 HRC. Затем, после включения источника сжатого воздуха для непрерывного образования в трубопроводе 1, соединенном с рабочим органом в виде сопла-насадка 2, взвеси, в него одновременно подают из бункера под давлением вышеуказанные твердые частицы и транспортирующий поток сжатого воздуха, имеющий давление, равное 10 бар, в количестве 9,5 м3/мин, которые взаимодействуют между собой. Полученная взвесь непрерывно поступает со скоростью 0,95 м/сек под давлением в пределах 2,5 МПа в рабочий орган в виде сопла-насадка 2. В полости сопла-насадка 2 поступившая в его рабочую полость 3 взвесь подвергается воздействию сверхзвуковой струи, образованной вспомогательным потоком горячего газообразного рабочего тела, который истекает из сменного сопла устройства для получения потока газообразного рабочего тела в виде сверхзвуковой струи. Сверхзвуковая струя горячего газообразного рабочего тела одновременно с передачей кинетической энергии взвеси производит разогрев и расширение воздуха в ней за счет превышения температуры газообразного рабочего тела над температурой взвеси на 600oC. Задав такой перепад температур взаимодействующих между собой взвеси и горячего газообразного рабочего тела и превышение скорости и давления последнего над скоростью и давлением взвеси, соответственно, в 1000 и 100 раз обеспечивают величину кинетической энергии твердых частиц шлака цветной металлургии, выбрасываемых из сопла-насадка 2, необходимую для обработки со скоростью 4,5 м2/мин каменной облицовки здания и расходе твердых частиц шлака цветной металлургии до 10 кг/м2 очищаемой поверхности каменной облицовки.Example 2. Before the installation starts (not shown conditionally in the drawings), solid particles of non-ferrous metallurgy slag with a size of 8-15 mm in diameter and a hardness of 9-10 HRC are poured into its hopper. Then, after turning on the source of compressed air for continuous formation in the pipeline 1, suspended in the form of a nozzle-nozzle 2, suspended, the above solid particles and a transporting stream of compressed air having a pressure equal to 10 bar are simultaneously fed from the hopper under pressure , in the amount of 9.5 m 3 / min, which interact with each other. The resulting suspension continuously enters at a speed of 0.95 m / s under a pressure of 2.5 MPa into the working body in the form of a nozzle-nozzle 2. In the cavity of the nozzle-nozzle 2, the suspension entering its working cavity 3 is exposed to a supersonic jet formed by an auxiliary a stream of hot gaseous working fluid, which flows out of the replaceable nozzle of the device to obtain a flow of a gaseous working fluid in the form of a supersonic jet. A supersonic jet of a hot gaseous working fluid simultaneously with the transfer of kinetic energy of the suspension warms up and expands the air in it due to the temperature of the gaseous working fluid being higher than the temperature of the suspension by 600 o C. Setting such a temperature difference between the interacting suspensions and the hot gaseous working fluid and speeding and the pressure of the latter above the speed and pressure of the suspension, respectively, 1000 and 100 times provide the kinetic energy of the solid particles of colored slag m metallurgy ejected from the nozzle-nozzle 2, necessary for processing at a speed of 4.5 m 2 / min of stone cladding of the building and the consumption of solid particles of non-ferrous metallurgy slag up to 10 kg / m 2 of the cleaned surface of the stone cladding.

Устройство для получения горячего газообразного рабочего тела в виде сверхзвуковой струи состоит из цилиндрического корпуса 4 с расположенными в нем камерой 5 сгорания, форкамерой 6 и концентрично расположенными основным 7 и вспомогательным 8 завихрителями потока воздуха и форсунки 9, подключенных, соответственно, к источнику сжатого воздуха (на чертежах условно не показанного) и топливопроводу 10, и гомогенизатором 11 топливо-воздушной смеси. Корпус 4 расположен концентрично в охватывающем его кожухе 12, который образовывает охлаждающую полость 13. На выходном конце корпуса 4 установлено сменное сопло 14, которое образовано сопряженными криволинейной поверхностью конфузора 15 и диффузора 16, радиус r критического сечения которого меньше диаметра d поперечного сечения корпуса 4 в 1,2-2,5 раза. Охлаждающая полость 13 кожуха 12 связана через вспомогательный 8 завихритель с источником сжатого воздуха и сообщается с камерой 5 сгорания через образованные на поверхности корпуса 4 радиальные отверстия 17. Внутренний диаметр d1 кожуха 12 превышает диаметр d корпуса 4 в 1,2-1,7 раза, а угол закрытия β конфузора 15 и раскрытия α диффузора 16 сменного сопла 14 составляют соответственно 10-25o и 15-30o, причем радиус R поверхности сопряжения конфузора 15 и диффузора 16 равен 0,5-2,5 диаметра dкр критического сечения сменного сопла 14. Зажигание топлива обеспечивается электроискровым разрядом, инициируемым электродами запальной свечи 18.A device for producing a hot gaseous working fluid in the form of a supersonic jet consists of a cylindrical body 4 with a combustion chamber 5 located therein, a pre-chamber 6 and concentrically arranged main 7 and auxiliary 8 air flow swirls and nozzles 9 connected, respectively, to a source of compressed air ( in the drawings, conditionally not shown) and the fuel line 10, and the homogenizer 11 of the fuel-air mixture. The housing 4 is located concentrically in the enclosing casing 12, which forms a cooling cavity 13. At the output end of the housing 4 there is a replaceable nozzle 14, which is formed by a conjugate curved surface of the confuser 15 and the diffuser 16, the radius of the critical section of which is less than the cross-sectional diameter d of the housing 4 in 1.2-2.5 times. The cooling cavity 13 of the casing 12 is connected through an auxiliary 8 swirl with a source of compressed air and communicates with the combustion chamber 5 through the radial holes 17 formed on the surface of the casing 4. The inner diameter d 1 of the casing 12 is 1.2-1.7 times greater than the diameter d of the casing 4 and the closing angle β of the confuser 15 and the opening α of the diffuser 16 of the replaceable nozzle 14 are 10-25 ° and 15-30 ° , respectively, the radius R of the interface of the confuser 15 and the diffuser 16 being 0.5-2.5 of the critical cross-section diameter d cr replaceable nozzle 14. Ignition of fuel providing is an electrospark discharge initiated by the electrodes of the spark plug 18.

Работает устройство для получения горячего газообразного рабочего тела в виде сверхзвуковой струи следующим образом. Из топливной емкости и источника сжатого воздуха (на чертежах условно не показано) подают топливо, например, жидкое углеводородное топливо, и сжатый воздух в форсунку 9, причем количество подаваемого топлива регулируется давлением сжатого воздуха в топливной емкости. Поступающий в форсунку сжатый воздух, проходя через основной завихритель 7, закручивается и смешивается с топливом, поступающим с большой скоростью из форсунки 9, и образует с ним топливо-воздушную смесь, которая, проходя через гомонизатор 11 в форкамеру 6, гомогенизируется, т.е. приобретает однородность состава. В форкамере 6 гомогенизированная топливо-воздушная смесь зажигается посредством искрового электрического разряда, инициируемого на электродах электрозапальной свечи 19. Одновременно с подачей сжатого воздуха через основной эавихритель 7 он также проходит через вспомогательный завихритель 8 в образованную кожухом 13 охлаждающую полость 14, из которой через радиальные отверстия 17 в корпусе 4 - в камеру 5 сгорания. Образующиеся в камере 5 сгорания продукты сгорания жидкого топлива, смешиваясь со сжатым воздухом, поступившим из охлаждающей полости 13, нагревают, при этом последний, что обуславливает его расширение, т.е. резкое повышение давления в камере 5 сгорания. Благодаря повышенному давлению в камере 5 сгорания горячие газы на выходе из сменного сопла образуют сверхзвуковую струю, воздействующую на взвесь в полости 3 сопла-насадка 2. A device for producing a hot gaseous working fluid in the form of a supersonic jet works as follows. From the fuel tank and the source of compressed air (not shown conditionally in the drawings) fuel, for example, liquid hydrocarbon fuel, and compressed air are supplied to the nozzle 9, and the amount of fuel supplied is regulated by the pressure of the compressed air in the fuel tank. The compressed air entering the nozzle, passing through the main swirler 7, swirls and mixes with the fuel coming at high speed from the nozzle 9, and forms a fuel-air mixture with it, which, passing through the homonizer 11 into the pre-chamber 6, is homogenized, i.e. . acquires uniformity of composition. In the pre-chamber 6, the homogenized fuel-air mixture is ignited by means of a spark electric discharge initiated on the electrodes of the electro-spark plug 19. Simultaneously with the supply of compressed air through the main e-swirl 7, it also passes through the auxiliary swirl 8 into the cooling cavity 14 formed from the casing 13, from which through radial openings 17 in the housing 4 - into the combustion chamber 5. The products of combustion of liquid fuel formed in the combustion chamber 5 are mixed with the compressed air coming from the cooling cavity 13 and the latter is heated, which causes its expansion, i.e. a sharp increase in pressure in the combustion chamber 5. Due to the increased pressure in the combustion chamber 5, hot gases at the exit of the interchangeable nozzle form a supersonic jet acting on the suspension in the cavity 3 of the nozzle nozzle 2.

Заявленный способ механической обработки, преимущественно, каменной облицовки зданий и устройство для получения горячего газообразного рабочего в виде сверхзвуковой струи, использующее энергию горения топлива, позволяет очищать поверхности со скоростью 3 - 5 м2/мин при расходе твердых частиц рабочего вещества до 10 кг/м2 очищаемой поверхности, в то время как производительность известных установок не превышает 0,03 м2/мин при расходе твердых частиц рабочего вещества около 30 кг/м2. Преимущество заявленного заключается в возможности регулировать в широких пределах производительность работы и расход твердых частиц рабочего вещества.The claimed method of machining, mainly, stone cladding of buildings and a device for producing a hot gaseous worker in the form of a supersonic jet, using the energy of combustion of fuel, allows you to clean the surface with a speed of 3 - 5 m 2 / min at a flow rate of solid particles of the working substance up to 10 kg / m 2 of the surface to be cleaned, while the productivity of known installations does not exceed 0.03 m 2 / min at a flow rate of solid particles of the working substance of about 30 kg / m 2 . The advantage of the claimed lies in the ability to widely regulate the performance and consumption of solid particles of the working substance.

Claims (4)

1. Способ механической обработки преимущественно каменной облицовки зданий, включающий непрерывную подачу под давлением твердых частиц рабочего вещества в транспортирующий поток сжатого воздуха с образованием взвеси, подачу ее в рабочий орган, разгон ее в нем воздействием вспомогательного потока газообразного рабочего тела, имеющего скорость истечения и давление, превышающие скорость истечения и давление разгоняемой им взвеси, и динамическое силовое воздействие твердыми частицами рабочего вещества на обрабатываемую поверхность, отличающийся тем, что размер твердых частиц рабочего вещества составляет 0,01 - 20,0 мм в поперечнике, а в качестве вспомогательного потока газообразного рабочего тела используют сверхзвуковую струю горячих отходящих газообразных продуктов сгорания, которая одновременно с передачей кинетической энергии взвешенным твердым частицам рабочего вещества производит разогрев и расширение воздуха во взвеси за счет перемешивания ее со сверхзвуковой струей горячих отходящих газообразных продуктов сгорания, температура которых превышает температуру воздуха во взвеси на 350 - 900oC, при этом скорость и давление сверхзвуковой струи отходящих газообразных продуктов сгорания, взаимодействующей со взвесью твердых частиц рабочего вещества, превышают аналогичные параметры последней соответственно в 500 - 1100 и 75 - 125 раз.1. A method of machining predominantly stone cladding of buildings, comprising continuously supplying solid particles of a working substance under pressure into a conveying stream of compressed air to form a suspension, supplying it to a working body, dispersing it therein by an auxiliary stream of a gaseous working fluid having an outlet velocity and pressure exceeding the flow rate and pressure of the suspension dispersed by it, and the dynamic force action by the solid particles of the working substance on the surface to be treated, from characterized in that the size of the solid particles of the working substance is 0.01 to 20.0 mm in diameter, and a supersonic stream of hot exhaust gaseous products of combustion is used as an auxiliary flow of the gaseous working fluid, which simultaneously produces kinetic energy to suspended solid particles of the working substance heating and expansion of air in suspension by mixing it with a supersonic jet of hot exhaust gaseous products of combustion, the temperature of which exceeds temperatures near air in suspension by 350 - 900 o C, while the speed and pressure of a supersonic jet of exhaust gaseous products of combustion interacting with a suspension of solid particles of the working substance exceed the corresponding parameters of the latter by 500 - 1100 and 75 - 125 times, respectively. 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что твердость частиц рабочего вещества равна 7,5 - 12,5 HRC. 2. The method according to claim 1, characterized in that the hardness of the particles of the working substance is 7.5 to 12.5 HRC. 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве твердых частиц рабочего вещества используют шлак цветной металлургии. 3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that the solid particles of the working substance use non-ferrous metallurgical slag. 4. Устройство для получения горячего газообразного рабочего тела в виде сверхзвуковой струи, содержащее корпус, внутри которого размещена камера сгорания с форкамерой, концентрично расположенные завихрители потока воздуха и форсунку, подключенные соответственно к источнику сжатого воздуха и топливопроводу, и гомогенизатор топливовоздушной смеси, отличающееся тем, что оно снабжено охватывающим корпус и образующим охлаждающую полость кожухом и установленным на выходном конце корпуса сменным соплом в виде сопряженных криволинейной поверхностью конфузора и диффузора, причем диаметр dкр критического сечения сменного сопла меньше диаметра d поперечного сечения камеры сгорания в 1,2 - 2,5 раза, причем охлаждающая полость соединена через вспомогательный завихритель с источником сжатого воздуха и сообщается с камерой сгорания через образованные в корпусе радиальные отверстия, при этом диаметр d1 внутренней поверхности кожуха превышает диаметр d поверхности камеры сгорания в 1,2 - 1,7 раза, а угол закрытия β конфузора меньше угла раскрытия α диффузора сменного сопла в 1,2 - 3,5 раза, а радиус R кривизны поверхности сопряжения конфузора и диффузора равен 0,5 - 2,5 диаметра dкр критического сечения сменного сопла.4. A device for producing a hot gaseous working fluid in the form of a supersonic jet, comprising a housing inside which there is a combustion chamber with a prechamber, concentrically arranged air flow swirls and a nozzle connected respectively to a source of compressed air and a fuel line, and a homogenizer of the air-fuel mixture, characterized in that it is provided with a housing covering the housing and forming a cooling cavity and a replaceable nozzle mounted at the output end of the housing in the form of a conjugate erhnostyu converging tube and diffuser, with the diameter d cr interchangeable nozzle critical section is less than the diameter of the combustion chamber cross-sectional area d of 1.2 - 2.5, wherein the cooling cavity is connected through an auxiliary swirler source of compressed air and communicates with the combustion chamber formed through the housing radial holes, while the diameter d 1 of the inner surface of the casing exceeds the diameter d of the surface of the combustion chamber by 1.2 - 1.7 times, and the closing angle β of the confuser is less than the opening angle α of the diffuser of the replacement nozzle by 1.2 - 3.5 times, and the radius R of curvature of the interface surface of the confuser and the diffuser is 0.5 to 2.5 diameters d cr of the critical section of the replaceable nozzle.
RU2000110523/03A 2000-04-27 2000-04-27 Method for mechanical treatment, mainly stone facing, of buildings and device for production of hot gaseous working medium in the form of supersonic stream used in the method RU2158197C1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000110523/03A RU2158197C1 (en) 2000-04-27 2000-04-27 Method for mechanical treatment, mainly stone facing, of buildings and device for production of hot gaseous working medium in the form of supersonic stream used in the method
PCT/RU2001/000013 WO2001081044A1 (en) 2000-04-27 2001-01-15 Method for machining essentially stone pitching of buildings and device for producing a working medium used for carrying out said method and embodied in the form of a supersonic jet of hot gases

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2000110523/03A RU2158197C1 (en) 2000-04-27 2000-04-27 Method for mechanical treatment, mainly stone facing, of buildings and device for production of hot gaseous working medium in the form of supersonic stream used in the method

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2158197C1 true RU2158197C1 (en) 2000-10-27

Family

ID=20233897

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2000110523/03A RU2158197C1 (en) 2000-04-27 2000-04-27 Method for mechanical treatment, mainly stone facing, of buildings and device for production of hot gaseous working medium in the form of supersonic stream used in the method

Country Status (2)

Country Link
RU (1) RU2158197C1 (en)
WO (1) WO2001081044A1 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ATE362826T1 (en) * 2002-07-23 2007-06-15 Oleg Ivanovich Grechishkin SPRING BLASTING DEVICE

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4384434A (en) * 1980-01-16 1983-05-24 Browning Engineering Corporation High velocity flame jet internal burner for blast cleaning and abrasive cutting
JPH01502248A (en) * 1987-01-29 1989-08-10 クリヴォロジスキイ　ゴルノルドニイ　インスチチュート Surface heating grinding blasting method and equipment for carrying it out
RU2100520C1 (en) * 1995-10-26 1997-12-27 Владимир Сергеевич Полонский Method of working of hard material surface and plant for its realization

Also Published As

Publication number Publication date
WO2001081044A1 (en) 2001-11-01

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US5283985A (en) Extreme energy method for impacting abrasive particles against a surface to be treated
US4679512A (en) Method of and apparatus for burning liquid and/or solid fuels in pulverized from
US4698014A (en) Method and apparatus for the low-wear atomization of liquid highly viscous and/or suspended fuel intended for combustion or gasification in burner flames
US5520334A (en) Air and fuel mixing chamber for a tuneable high velocity thermal spray gun
CA1231235A (en) Method and apparatus for forming a high velocity liquid abrasive jet
US4836447A (en) Duct-stabilized flame-spray method and apparatus
CA1166142A (en) Method and apparatus for pulse-burning of fuel gases in industrial furnaces, particularly metallurgical furnaces
US3485566A (en) Burner for firing a combustion chamber
EP0163776A2 (en) Highly concentrated supersonic flame spray method and apparatus with improved material feed
RU2158197C1 (en) Method for mechanical treatment, mainly stone facing, of buildings and device for production of hot gaseous working medium in the form of supersonic stream used in the method
RU2338638C2 (en) Method of thermo abrasive treatment and machine "castor" for its implementation
NL8003089A (en) FLAME GRANTING LANCE.
RU2038931C1 (en) Device for flame machining of materials
US4652725A (en) Method and apparatus for heating a first gas flow with a second gas flow
RU2234407C1 (en) Method and device for thermoabrasive treatment of surfaces
RU2222420C1 (en) Nozzle tool of apparatus for abrasive-jet treatment of surface
RU2251579C2 (en) Method for torch fluidic-air heating of articles and apparatus for performing the same
SU920323A1 (en) Apparatus for burning waste gases
RU2080190C1 (en) Device for applying metallic coating
RU2037336C1 (en) Equipment for ultrasonic gas-flame spraying
RU2224647C1 (en) Device for thermoabrasive surface treatment, particularly for stone facing treatment
RU2062401C1 (en) Fire-jet burner
RU24269U1 (en) BURNER
RU2201864C2 (en) Device for abrasive heat treatment of part surfaces
AU612007B2 (en) Reactor furnace

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20040428