Пневмопушка. Устройство и работа

Пневмопушка устройство и работа. Использование энергии сжатого воздуха, при его истечении из закрытого объёма в импульсном режиме, известно давно, а широкое применение этого эффекта в технике и в индустрии развлечений, распространилось сравнительно недавно.

Импульсное истечение сжатого воздуха из сопла закрытого сосуда сопровождается громким звуком, хлопком, похожим на выстрел, отсюда название – пневмопушка.

Скорость истечения воздуха в импульсном режиме на обрезе сопла достигает скорости звука и, эта порция сжатого воздуха несёт в себе кинетическую энергию, способную совершить полезную работу.

Ликвидация заторов сыпучих материалов в бункерах и силосах, методом срыва материала с внутренней поверхности ёмкости, энергией импульсного сжатого воздуха, для обеспечения нормального и равномерного истечения материала из неё, является одной из сфер применения пневмопушек.

Использование импульсного сжатого воздуха в качестве оружия применялось давно (духовые трубки аборигенов) и, сегодня, трансформировалось в создание индустрии ручного пневматического оружия, ружей и пистолетов, которые применяются в спорте и в быту.

Создание игрушек, типа стреляющих танков, с применением светового эффекта, ещё одна сфера применения импульсного сжатого воздуха, которая востребована в индустрии развлечений.

Как же создаётся импульсное истечение сжатого воздуха

Конструктивное воплощение пневмопушки, это т.н. управляемый ресивер.

Устройство управляемого ресивера

Управляемый ресивер представляет собой цилиндрическую ёмкость 1, снабжённую на одном своём торце выхлопным отверстием с фланцем, которое изнутри закрыто срывным клапаном 8, а на другом торце, крышкой ёмкости, с неразъёмно установленным на ней корпусом 2, в котором размещён механизм срыва 13.

Механизм срыва клапана представляет собой поршень, шарнирно соединённый со штоком 10 срывного клапана. Поршень, может свободно, с уплотнённым зазором, перемещаться внутри корпуса, который снабжён установленным на нём и управляемым с помощью пневматического цилиндра 4, золотником срыва 18, который может уплотнённо перемещаться в направляющей крышке 3.

Выхлопная часть управляемого ресивера, с помощью наружного фланца, соединяется с переходным патрубком, который, в свою очередь, заканчивается соплом, устанавливаемым внутри бункера, силоса (на рисунке не показаны).

В исходном положении шток пневматического цилиндра выдвинут, и золотник срыва, отсекает верхний объём корпуса от атмосферы, закрывая выхлопное отверстие в нём. Срывной клапан сидит в седле ёмкости управляемого ресивера, отсекая его внутренний объём от атмосферы.

Для подготовки управляемого ресивера к работе, включается одновременная подача сжатого воздуха в емкость 1, через входной патрубок 16 и в пространство над поршнем 13 механизма срыва, через отверстие в золотнике 18.

При произвольной (вертикальной, горизонтальной или наклонной) установке управляемого ресивера, поршень 13 надёжно зажимает срывной клапан 8, в седле корпуса ёмкости. Через 6-7 секунд пневмопушка готова к работе.

Работа управляемого ресивера

Для создания рабочего импульса, вначале подаётся давление в штоковую полость пневматического цилиндра, происходит перемещение его поршня на 30 мм. При этом, золотник 18, шарнирно связанный со штоком пневматического цилиндра, перемещается назад и открывает выхлопное отверстие, сообщая тем самым объём над поршнем 13 механизма срыва клапана с атмосферой и, одновременно, перекрывает подачу сжатого воздуха в этот объём.

Происходит быстрое импульсное падение давления воздуха над поршнем 13, в то время, как давление под ним, в ёмкости ресивера, остаётся первоначальным и, под действием этого давления, происходит быстрое перемещение поршня 13 срыва клапана, в сторону выхлопного отверстия в направляющей крышке 3.

Связанный с ним срывной клапан сходит с седла, высвобождая порцию воздуха, накопленную в ресивере. Сжатый воздух в импульсном режиме истекает из ресивера и, через патрубок и сопло, попадает внутрь бункера, непосредственно в массив зависшего материала.

Импульсное истечение воздуха, через переходной патрубок, и сопло, размещённые в бункере, обеспечивает своей энергией, преодоление трения сцепления внутри материала и со стенками бункера и его равномерное истечение.

Несколько пневмопушек, размещённых на разных стенках бункера, совместно образуют систему ликвидации заторов материалов и обеспечивают равномерный их расход из бункера.

Управление всеми пневмопушками может осуществляться как в ручном, так и в автоматическом режиме, по программе, заложенной в систему управления, которая создаёт импульсы срабатывания одновременно или поочерёдно.

Принцип создания импульсного истечения сжатого воздуха из ёмкости, путём применения срывного клапана, используется практически во всех конструкциях управляемых ресиверов.

Техническая характеристика

• Рабочий объём пневмопушка, м 3 0,055;
• Рабочее давление сжатого воздуха, МПа 0,4-0,8;
• Скорость истечения воздуха на обрезе сопла, м/с 320;

Управление пневмопушкой, дистанционное, пневматическое:

• Время приведения пневмопушки в рабочее состояние, сек 6-7;
• Габариты, мм длина 1250
• диаметр рабочей ёмкости 500.

Система ликвидации заторов в бункерах с помощью импульсного обрушения сыпучего материала, успешно функционирует на многих заводах строительной, химической и металлургической отраслей.