Сопло для пескоструйного аппарата. Как найти самое долговечное?

Как выбрать пескоструйное сопло

Если Вы затрудняетесь с выбором, просто позвоните нам по номеру или 8-800-333-06-59

Основных отличия у сопел всего два. Это материал, из которого изготовлены внутренняя часть сопла и его конструкция (как канала сопла, так и его геометрические характеристики). Материал для изготовления внутренней части сопла бывает: специальная керамика (стойкость около 60 часов), доступный карбид вольфрама (стойкость около 400 часов), более легкий карбид кремния (стойкость около 600 часов) и самый распространенный и проверенный временем карбид бора (стойкость около 1000 часов). Если исходить из экономических аспектов выбора материала пескоструйного сопла, то предпочтение отдается либо карбиду вольфрама, либо карбиду бора. И тот и другой материал дают примерно одинаковую экономию от применения. Но все равно отдается предпочтение карбиду бора, т.к. этот материал имеет стойкость примерно в 2-3 раза больше чем карбид вольфрама, и следовательно производить покупку новых нужно реже и поэтому риск остановить производство из за выхода пескоструйных сопел из строя становится меньше. Кроме того абразивоструйные сопла из карбида бора намного легче и следовательно удобнее в применении.

Конструкция. По конструкции внутреннего канала сопла различают: цилиндрический канал, канал Вентури (или Лаваля), двойное Вентури, угловые сопла, а так же сопла с прямоугольным каналом. На заре пескоструйной эры применялись сопла с цилиндрическим каналом (см. схему), но в дальнейшем, при развитии этого направления стали применять сопла с каналом Вентури. Принято считать что сопла с каналом Вентури имеют прирост производительности, по сравнению с соплами цилиндрическими, на 25%, при тех же расходных характеристиках. Обусловлено это тем, что абразивный материал более равномерно распределяется по пятну контакта, а за счет большей длины скорость вылета частиц абразива выше. Сопла с каналом Вентури являются самыми распространенными соплами в настоящее время. Цилиндрические сопла постепенно выходят из оборота и в настоящее время, из за малых габаритов, применяются только в камерах ручных пескоструйных.

Сопла с двойным каналом Вентури имеют подсос воздуха в зоне расширения канала, что дает прирост производительности по сравнению с классическими соплами Вентури. Сопла с двойным каналом Вентури применяются реже, т.к. из за сложности конструкции стоимость их выше. Кроме того они более громоздкие. Сопла угловые и сопла с прямоугольным каналом применяются при выполнении очень узких, специфических задач. Там где есть поднутрения и нет возможности обработать внутренние полости стандартными соплами применяются сопла угловые. Сопла с прямоугольным каналом применяются в поточных линиях, там где нужно создать широкую полосу потока абразива.

УСТРОЙСТВО СОПЛА ПЕСКОСТРУЙНОГО Ниже приведена схема классического сопла пескоструйного с каналом Вентури.

Сопла отличаются по заходному диаметру (на схеме обозначен D). Бывают сопла с диаметром 25 мм, и с диаметром 32 мм. Сопла с диаметром 25 мм применяются при использовании пескоструйных шлангов до 25 мм внутреннего диаметра. Сопла с заходным диаметром 32 мм. используют со шлангами пескоструйными от 32 мм внутреннего диаметра и выше.

Так же сопла отличаются по способу присоединения сопла к шлангу или соплодержателю. На схеме ниже пескоструйное сопло имеет присоединительную резьбу (обозначено буквой T). Самая распространенная резьба 2», т.к. она имеет крупные формы, что облегчает ее выкручивание из соплодержателя. Реже используется трубная цилиндрическая резьба 1 ¼’’ . Так же сопла присоединяют при помощи накидной гайки (это как правило сопла цилиндрические). Так же распространенный способ крепления пескоструйного сопла это сопло вставка, которое вставляется непосредственно в пескоструйный шланг (как штуцер) и крепится хомутом. Минус данного способа крепления это невозможность поменять пескоструйное сопло без отрезания куска шланга. Т.е. если Вам нужно будет в течении смены менять диаметры сопел, то придется каждый раз отрезать кусок шланга. Эту же процедуру нужно будет проделывать и если в конце смены нужно снять сопло на хранение.

Что касается расхода сжатого воздуха, абразивного материала, а также примерной производительности очистки — все это зависит от установленного на пескоструйный аппарат напорного типа диаметра сопла и от давления подаваемого сжатого воздуха.

Конструкция типового сопла

Простейшее сопло для пескоструйного аппарата представляет собой полую трубку с резьбовой частью на одном из концов, которая предназначена для присоединения детали к соплодержателю.

Основные геометрические характеристики сменных сопел промышленного производства:

1. Диаметр присоединительной резьбы (зависит от технической характеристики пескоструйного аппарата, но обычно используется трубная цилиндрическая резьба 2” или 1¼”). Возможен также вариант соединения сопла с соплодержателем при помощи накидной гайки и герметизирующей шайбы. Сопла, изготовленные своими руками, присоединяют к шлангу рабочей установки при помощи обычных хомутов.
2. Длина детали, которая варьируется в диапазоне 7…23 мм (более короткие используются для очистки менее загрязнённых поверхностей).
3. Диаметр внутреннего отверстия в его минимальном поперечном сечении. Выпускаются сменные наконечники с диаметрами 6, 8, 10 и 12 мм.
4. Заходный диаметр сопла, определяемый диаметром присоединительного шланга (он может быть 25 или 32 мм).

Главным параметром рассматриваемой детали является профиль внутреннего отверстия, который определяет потери расхода воздушно-песчаной смеси, скорость её на входе и выходе из сопла, а также величину суммарного гидравлического сопротивления, которое в итоге и определяет долговечность сопла.

Наиболее простым вариантом (пригодным для изготовления своими руками) является сопло с цилиндрическим внутренним отверстием постоянного диаметра. Но для улучшения аэродинамических характеристик на таких деталях иногда изготавливают два конических участка:

• Входной конфузор, наличие которого позволяет увеличить энергию потока смеси, входящей в сопло;
• Выходной диффузор, наличие которого способствует увеличению площади поверхности, обрабатывающейся одновременно. Энергия потока при этом падает, поэтому при необходимости более качественной очистки, диффузорный профиль окончания сопла предусматривают не всегда.

Наиболее эффективным профилем внутреннего отверстия для обеспечения минимальных потерь потока является сопло для пескоструйного аппарата с профилем Вентури.

В этом случае отверстие состоит из трёх взаимосвязанных участков, каждый из которых выполняет определённые функции:

1. На входе сопла с профилем Вентури имеется конфузорное расширение, угол которого, однако, меньше, чем у конфузора обычного сопла (не более 20…22º). Конфузорная часть занимает до 30% от общей длины детали.
2. Цилиндрическая часть, длиной не более 15%.
3. Диффузорная часть с достаточно малым углом расширения (7…15º), длина которого определяется размером самого сопла в плане.

С целью снижения гидродинамического сопротивления рабочей смеси, которая движется в канале сопла, все переходы от одной части к следующей выполняются с радиусными закруглениями, величина которых принимается в пределах r = (0,02…0,03) d, где d — диаметр средней, цилиндрической части сопла.

Правильный выбор шлангов

Оснащение компрессора имеет большое значение для его эффективной работы. К данной категории относятся соединительные детали, переходники. Длина шланга от компрессора до сопла пескоструя не должна быть большой, что надо обязательно учесть при покупке. Рекомендуется приобрести дополнительный шланг и «нарастить» тот, что идет от установки к блоку смешивания воздуха и песка: это позволит компенсировать нехватку длины.

Чтобы компрессор работал оптимально, нужно следить за такими моментами:

• исключать уменьшение диаметров шлангов (показатель должен быть в 3–4 раза больше размера сопла),
• делать минимальным число стыков и соединений,
• применять только прочные, армированные шланги.

Плюсы и минусы обработки

Пескоструйная обработка имеет ряд достоинств:

• быстрота очистки поверхностей, особенно, в сравнении с ручным воздействием,
• отличное качество работы – воздушно-абразивная смесь гарантирует удаление абсолютно всех типов загрязнений и старых покрытий,
• возможность самостоятельно регулировать тип очистки – это свойство достигается при изменении рабочего давления установки,
• отсутствие вреда для металла – толщина изделия не меняется, равно как и иные параметры,
• универсальность – пескоструйная обработка подходит практически для всех металлических изделий, а также для стекла, дерева, бетона и ряда иных материалов.

Недостатки у такой обработки тоже отмечаются. Если установка промышленная, оператору требуется пройти обучение. Для небольших бытовых устройств этот пункт можно пропустить, но ознакомление с мерами безопасности все равно является обязательным.

Цена хороших аппаратов довольно высока, особенно когда речь идет о стационарных камерах. Использование песка может быть опасным для здоровья, ведь мельчайшие частички песчаной пыли способны оседать в легких и вызывать тяжелые заболевания. Вместо песка лучше применять более современные абразивы, но они на порядок дороже.

Как выбрать для пистолета?

Во время выбора нужно понимать, что наиболее дешевые детали являются самыми недолговечными. В итоге замена таких сопел обойдется дороже, чем сразу купить качественное. В особенности это касается тех случаев, когда требуется обрабатывать большие объемы.

Тип каналов

Самая простая конструкция — сопло, которое имеет цилиндрическое отверстие с одинаковым диаметром по всей длине. Чтобы повысить аэродинамические характеристики, часто на данных элементах делаются 2 конических участка:

1. Входной конфузор. Он повышает силу потока входящей песчано-воздушной смеси.
2. Выходной диффузор. Благодаря ему увеличивается площадь обрабатываемой поверхности. При этом энергия потока снижается.

Самыми эффективными соплами являются те, что имеют профиль Вентури. В них отверстие имеет 3 связанных участка с разной геометрией. У каждого из них есть свои функции:

1. На входе есть конфузорное расширение с углом до 20 градусов (это меньше, чем у обычного сопла).
2. Цилиндрическая часть. Длина составляет около 15%.
3. Диффузорная часть с углом до 15 градусов. Длина зависит от размеров самого сопла.

Чтобы уменьшить сопротивление, переходы между отдельными частями выполнены с радиусным закруглением.

Также существуют и другие типы:

1. Двойное Вентури. Добавляет атмосферный воздух в поток. Входное отверстие зачастую имеет большее сечение, чем в стандартных Вентури. Двойное позволяет увеличить площадь обрабатываемой поверхности. Такое сопло используется на больших плоскостях.
2. Канал Вентури с широким выходным отверстием. Отпечаток струи с максимальной силой шире, чем у простых Вентури. Но такие сопла используются редко.
3. Вентури с квадратным сечением. Такие сопла являются наиболее производительными, но они применяются редко, так как стоят довольно дорого из-за сложности в изготовлении.

Материал внутренней износостойкой вставки

Для бытовых целей подойдут сопла из керамики или чугуна. Но следует понимать, что они быстро изнашиваются, из-за чего увеличивается расход абразивного материала. Для выполнения больших работ такие элементы не рекомендуется использовать. Сопла из карбида вольфрама и карбида бора обладают очень высоким сроком службы. Также их можно применять практически с любым абразивом. Исключением является окись алюминия и карборунд.

Конструкция защитной оболочки и качество сборки

Оболочка необходима для фиксации износостойкой втулки. Именно она защищает сопло от ударов. Оболочки бывают таких видов:

• Полиуретановая. Легкая и стойкая к воздействию абразивов, но из-за недостаточной жесткости она быстро изнашивается.
• Металлическая. Обычно изготавливается из стали или алюминия. Надежно закрепляет втулку, но у нее низкая стойкость к действию абразивных материалов.
• Комбинированная. Используется полиуретан и алюминий. Это наиболее долговечная оболочка.

Качество сборки также имеет большое значение. Существуют сопла, где резьбовая часть запрессована в тело. Зачастую они быстро портятся. Если создать давление в 8 бар, то такая деталь вовсе может стать причиной травмы или поломки аппарата. Необходимо, чтобы сопло вытачивалось из цельной заготовки.

Сборка пескоструя из газового баллона

Самая простая конструкция для самостоятельной сборки – самодельный пескоструй напорного типа из газового баллона. Потребуются такие элементы:

• краны шаровые – 2 шт.;
• газовый баллон;
• кусок трубы, из которого изготавливается воронка для наполнения камеры песком;
• тройники – 2 шт.;
• рукава с проходом на 14 и 10 мм, соответственно используемые для передачи воздуха от компрессора и вывода смеси;
• хомутики для прикрепления рукавов;
• фум-лента, предназначенная для уплотнения резьбовых соединений частей аппарата.

Для того чтобы собрать пескоструйку, необходимо выполнить действия в следующем порядке:

1. Подготовка бака. Из баллона следует удалить все содержимое, очистить внутреннюю поверхность с применением неабразивных моющих средств и дождаться ее высыхания.
2. Проделывание отверстий в баллоне. Верхнее будет использоваться для засыпания песка – его размер должен соответствовать диаметру выбранной трубы. Нижнее отверстие предназначено для подсоединения крана.
3. Установка крана. Регулятор можно приварить намертво либо накрутить через трубу-переходник.
4. За краном ставится тройник и смесительный блок. Для уплотнения резьбового соединения используется фум-лента.
5. На вентиль баллона монтируется кран, за которым устанавливается тройник.

На завершающем этапе следует позаботиться о мобильности устройства – приварить колеса либо рукоятки для перемещения. Для повышения устойчивости к пескоструйке, изготовленной своими руками, привариваются опоры из уголка, кусков арматуры, трубок.

Затем соединяются элементы для создания каналов подачи и выброса смеси:

• на находящийся внизу тройник и баллонный вентиль ставятся штуцеры;
• рукав проходом 14 мм для притока воздуха размещается между смесительным блоком и тройником;
• к незанятому ответвлению тройника с фитингом подключается нагнетательная установка;
• к оставшемуся выходу нижнего тройника подсоединяется рукав для готовой смеси.

Для обеспечения герметичности на трубу для заполнения баллона песком следует установить навинчивающуюся крышку.

Необходимые элементы

Пистолет состоит из сопла, переходных соединений, клапана подачи песка. Отверстия для подвода воздуха и абразива устанавливаются в обязательном порядке перед клапаном. Правильная установка, соединение всех шлангов позволяет продлить срок службы оборудования и улучшить результат производства. Все штуцера пистолета должны быть соединены правильной последовательностью. В первую очередь, соединение происходит с компрессором. Шланг для подачи песка опускается в емкость, для забора изготавливается подсос воздуха через специальную трубку.

Сопла своими руками

Состоит пескоструйная установка из:

• Компрессор, создающий давление, разряжение в воздушной системе для работы и забора песка.
• Оснащенный соплом и специальным наконечником пистолет, для удобной работы модернизации предполагают спусковой крючке.
• Система, которая обеспечивает сжатым воздухом, состоящая из шланга.
• Заборный патрубок.

Для экономии абразивного материала в большинстве случаев используют специальную камеру. Такое устройство возможно изготовить из доступных материалов. Внешний вид камеры напоминает ящик, имеющий отверстия для рук и стекло для просмотра.

Обзор видов

Типы функционального приспособления могут подразделяются на:

напорные (предназначены для большой площади, которую нужно обработать);

инжекторные (идеальные для работ непромышленного масштаба).

В свою очередь инжекторные подразделяются на:

всасывающие;

вакуумные (абразив не остается на поверхности, а всасывается вакуумом обратно);

пневматические – оптимальные для проведения работ на значительной площади.

Сопло для пескоструйного аппарата может быть:

разного диаметра (как выходное, так и в отверстиях на насадке);

круглого или овального сечения;

сделано из разных материалов – керамическое, стальное и чугунное, из карбида бора, фтора (до 1 тыс. часов работы) или вольфрама.

Отдельно отстоит сопло Вентури, сложной конструкции и недешевое, но если прямоточное дает скорость подачи абразива не более 340 км, оно обеспечивает показатель почти в два раза больше. При его создании был учтен принцип сопла Лаваля, во многих случаях решающий оптимизацию работы и регуляцию направления извергаемой струи.

Преимущества и недостатки

Пескоструйное оборудование позволяет быстро очистить поверхность от различных загрязнений и устаревшей отделки:

• грязь;
• масло;
• окалина;
• жир;
• краска;
• грунтовка;
• шпатлевка.

На подготовку детали к дальнейшей обработке и покраске времени уходит в несколько раз меньше, чем с применением моющих веществ и растворителей.

Песок легко приобрести. При постоянной работе он может использоваться несколько раз. Его необходимо просеивать и прокаливать.

Поток воздуха с песком и другими абразивами проникает в узкие щели и небольшие отверстия. Скорость очистки не зависит от сложности конструкции.

Пескоструйные аппараты имеют простую конструкцию. Достаточно соединить шлангами компрессор и емкость с песком.

К недостаткам относится работа оборудования под большим давлением. При прорыве шланга или попадании в рабочую зону, человек может получить серьезную травму.

Насадки быстро изнашиваются. Металлического сопла из стойкой к стиранию стали хватает на 1 – 2 часа работы.

Принцип работы и схема пескоструйного аппарата

В первую очередь, стоит определиться, для каких целей собирается аппарат. Если нам нужны тонкие работы с мелкими деталями, то требования к аппарату будут одни, а если мы планируем зачистку днища автомобиля, и не одного, а нескольких, это будет уже более производительная конструкция. Но как бы там ни было, для любого аппарата необходимы следующие элементы:

• нагнетатель воздуха;
• резервуар для песка;
• воздушная магистраль;
• магистраль для песка;
• правляющие элементы;
• пистолет для распыления.

Это в общем и целом. А принцип работы пескоструйки довольно прост и понятен. В резервуар с закрытым объемом загружается речной прокаленный песок, такой, как в песочных часах, к резервуару подключены два контура — нагнетательный и рабочий. Нагнетательный контур подключен снизу и имеет защитный обратный клапан (в идеале). Рабочий контур подключен к резервуару с одной стороны, с другой стороны он подсоединен к распылительному пистолету.

Открывая клапан на пистолете, мы стравливаем давление, а вместе с воздухом подается струя песка, которая и очищает нужную поверхность или деталь. Все дела. Это классическая пескоструйка. В качестве примера рассмотрим простейший вариант устройства, который может обрабатывать свечи зажигания, к примеру.

Начальные условия

Принцип абразивоструйной обработки – в сильную струю воздуха или водо-воздушной взвеси (см. далее) вводятся частицы абразива. В струе они и разгоняются до скорости в несколько сотен км/ч, и закручиваются. Если направить такую струю на деталь, воздействие абразива на ее поверхность будет по силе сравнимо с таковым жесткого абразивного инструмента, но много «мягче»; абразивная струя растекается по обрабатываемой поверхности и обработка происходит практически без нарушения ее конфигурации. Матирование твердых материалов абразивоструйным способом возможно с использованием абразивов равной с обрабатываемым материалом твердости и даже несколько меньшей. Вы никогда не задумывались, как пилят, гранят и шлифуют алмазы? Алмазным порошком. Но в том и другом случае образуется большое количество абразивной пыли, губительно действующей буквально на все, живое и неживое, естественное и рукотворное. Поэтому пескоструйный аппарат своими руками мало; в конце концов это не так уж сложно, см. далее. Однако прежде нужно, во-первых, ознакомиться с основами правил ТБ для абразивоструйной обработки. Во-вторых, определиться, для каких целей вам необходим пескоструй и доступно ли необходимое для его запуска дополнительное оборудование – воздушный компрессор или автомобильный либо бытовой моечный аппарат. В-третьих, вспомнить, есть ли у вас гараж или мастерская, либо уже оборудованная под пескоструйку, либо пригодная для такого переоборудования. Оно несложно, но без него пользоваться пескоструем значит гробить себя. И, наконец, если вы предполагаете вести пневмопескоструйную обработку, то посмотрите, есть ли в гараже/мастерской место под установку пескоструйной камеры, см. далее.

Правильный выбор шлангов

Большую роль в формировании конечных параметров воздушно-абразивной струи пескоструя играет оснащение аппарата. Это шланги, разнообразные соединительные элементы, сгоны, переходники. Для того чтобы мощность компрессора использовалась оптимально, рекомендуется:

• не допускать изменение диаметров канала прохода воздуха на протяжении трассы;
• минимизировать число переходных элементов;
• использовать прочные, не перегибаемые шланги с диаметром, который в 3-4 раза больше рабочего диаметра сопла.

Длина шланга от воздушной станции до пескоструйного пистолета должна быть минимальной.полукустарной установке

Еще больше увеличить производительность, уменьшить простои и получить нужное, стабильное давление для пескоструя можно при помощи выбора типа нагнетателя.

Как сделать бюджетное сопло для пескоструя своими руками

Если сопло пескоструйной установки пришло в негодность, можно изготовить замену самостоятельно. Правда, срок непрерывной службы такого изделия будет небольшим, зато стоимость расходных материалов не ударит по бюджету. Основной для сопла может быть керамическая свеча зажигания или старый керамический резистор с внутренним диаметром 2–4 мм.

Порядок работы с резистором таков:

• шляпки, ножки оторвать кусачками или отпилить болгаркой.
• взять металлический болт М14, отрезать верх, просверлить сквозное отверстие сверлом №5.
• углубить отверстие сверлом №8 примерно на 1,4 см.
• на прижимную гайку М14 сверху приварить широкую шайбу М5, сверлом №8 сделать изнутри конус, поджимающий будущее сопло.

Для создания насадки из свечи зажигания нужно действовать так:

• при помощи плоскогубцев вытащить из свечи контактный стержень, предварительно прогрев ее газовой горелкой.
• сточить завальцованную кромку корпуса свечи на станке.
• выбить керамический изолятор.
• точилом надрезать края гайки, снять ее.
• алмазным кругом срезать часть керамического изолятора, где расположен центральный электрод.
• присоединить к стержню купленный или заранее выточенный из болта переходник с прижимной гайкой.

В продаже есть разнообразные сопла для пескоструев, причем срок службы и производительность самых современных изделий будет в разы выше, чем у самодельных. При регулярном применении пескоструя имеет смысл приобрести качественную деталь в готовом виде, а для разовой работы при наличии необходимого оборудования и навыков можно сделать сопло самому.

Принципы эксплуатации

Сопло для пескоструя крепится к держателю — концу шланга, накидной гайкой или хомутом. Поток воздуха, проходя через емкость с песком, захватывает его и по шлангу подает на сопло. Проходя через насадку, смесь выравнивается в своем составе, увеличивает скорость. Выходя из диффузора, частички песка с большой скоростью ударяются о поверхность детали, выбивая частицы грязи и старой отделки.

При установке китайских сопел надо обращать внимание на диаметр и способ крепления. На них в основном стоят хомуты

Подходят они в основном к оборудованию, изготовленному в Поднебесной. На аппараты других производителей сопло устанавливается через переходник.

Самодельное устройство недолговечно. Его можно использовать при давлении менее 6 Атм. Делаются вставки керамические из свеч, высверливанием электрода. Чугунные и стальные сверлятся. Поверхность отверстия шероховатая, тормозит песок и одновременно быстро изнашивается.

В пескоструйном оборудовании кроме песка используются и другие абразивные элементы: толченое стекло, металлические шарики, керамика.

Сделанная самостоятельно насадка не будет служить долго. Оно выручит во время ремонта собственного автомобиля или реставрации мебели.